電網(wǎng)線路廣域電流保護方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)線路廣域電流保護方法。首先利用電網(wǎng)現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)同步測量電網(wǎng)各變電站電壓、電流相量，獲取電網(wǎng)同步數(shù)據(jù)；若發(fā)生電網(wǎng)單一線路跳閘，廣域后備保護系統(tǒng)計算導(dǎo)納變化量矩陣，進而計算電網(wǎng)單一線路跳閘后電網(wǎng)各變電站電壓變化量矩陣和各條線路的電流變化量；然后利用計算得到的線路電流變化量與現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)測量到的線路電流變化量構(gòu)成電流保護判據(jù)。本發(fā)明利用電網(wǎng)現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)實現(xiàn)單一線路跳閘后電網(wǎng)線路廣域電流保護功能，在電網(wǎng)單一線路跳開后電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，無需修正電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣就可直接計算出電網(wǎng)單一線路跳開后各條線路流過的電流變化量，整個計算過程可在200ms時間內(nèi)完成。
【專利說明】電網(wǎng)線路廣域電流保護方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是涉及一種電網(wǎng)線路廣域電流 保護方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 繼電保護的任務(wù)是反映被保護元件的故障和不正常運行狀態(tài)，按照功能可分為主 保護與后備保護。其中主保護只擔(dān)負著快速切除被保護元件故障的任務(wù)，基本不受系統(tǒng)運 行方式的影響。隨著光纖通道的應(yīng)用，基于雙端電氣量的高壓、超高壓系統(tǒng)主保護技術(shù)已日 臻成熟。而后備保護還擔(dān)負著做相鄰電氣元件遠后備保護的任務(wù)，由于存在著變電站直流 電源失效的可能，這一責(zé)任是不能取消?，F(xiàn)有電網(wǎng)后備保護僅反應(yīng)保護安裝處的信息，受電 網(wǎng)拓撲連接關(guān)系與運行方式的影響。為保證其可靠性，不得不按照最嚴(yán)酷的情況進行配置 與整定；為保證其選擇性，不得不犧牲后備保護的快速性與靈敏性。同時由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨 復(fù)雜，就導(dǎo)致如下安全隱患：
[0003] 1)后備保護配合關(guān)系復(fù)雜，動作時間長。嚴(yán)重時有可能不滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性所 要求的極限切除時間，進而成為大電網(wǎng)安全隱患。
[0004] 2)后備保護配置與整定的難度大，且不能跟蹤電力系統(tǒng)運行方式的變化，甚至可 能出現(xiàn)保護失配或靈敏度不足的情況。
[0005] 3)后備保護不能區(qū)分內(nèi)部故障與故障切除后引起的潮流轉(zhuǎn)移，這有可能導(dǎo)致重負 荷情況下的后備保護連鎖跳閘。
[0006] 在大停電事故中，就出現(xiàn)了盡管電力系統(tǒng)后備保護按照設(shè)計原則正確動作，但是 客觀上卻加快了系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象。因此，考慮電網(wǎng)全局信息的后備保護系統(tǒng)研究迫在眉睫。
[0007] 近年來，廣域同步測量系統(tǒng)（WAMS)的出現(xiàn)為在后備保護中引入系統(tǒng)信息提供了 可能。WAMS-是可以同步獲取全網(wǎng)內(nèi)的電氣相量，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)動態(tài)過程的監(jiān)測；二是 將量測量的更新速度由幾秒縮減到幾十毫秒，為實現(xiàn)電力系統(tǒng)動態(tài)過程控制創(chuàng)造了條件， 使得從電網(wǎng)整體最優(yōu)的角度進行后備保護的設(shè)計成為可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種利用電網(wǎng)現(xiàn)有廣域測量系 統(tǒng)實現(xiàn)單一線路跳閘后電網(wǎng)線路廣域電流保護功能的電網(wǎng)線路廣域電流保護方法。
[0009] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0010] 電網(wǎng)線路廣域電流保護方法，包括如下依序步驟：
[0011] (1)廣域后備保護系統(tǒng)利用電網(wǎng)現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)各變電站電壓、電流 相量的同步測量，實時獲取電網(wǎng)同步數(shù)據(jù)，若線路ij兩端的斷路器跳開后，進入步驟（2); 其中，線路ij連接i變電站和j變電站；i = 1，. . .，n ;j = 1，. . .，η ;n為電網(wǎng)變電站總數(shù) 目；
[0012] (2)廣域后備保護系統(tǒng)計算導(dǎo)納變化量矩陣MWVM-ZijrV ;其中，Zij為線路ij 的線路阻抗;Μ = [Ο ... 1 ... -1 ... 0]TSnXl維矩陣,Μ矩陣中第i行第1列元素為 1，M矩陣中第j行第1列元素為-1，其他元素都為0;i = l，...，n;j = l，...，n;n為電網(wǎng) 變電站總數(shù)目；Y為線路ij兩端的斷路器未跳開前的電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣；
[0013] (3)廣域后備保護系統(tǒng)計算線路ij兩端的斷路器跳開后電網(wǎng)各變電站的電壓變 化量矩陣

【權(quán)利要求】
1.電網(wǎng)線路廣域電流保護方法，包括如下依序步驟： (1) 廣域后備保護系統(tǒng)利用電網(wǎng)現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)各變電站電壓、電流相量 的同步測量，實時獲取電網(wǎng)同步數(shù)據(jù)，若線路ij兩端的斷路器跳開后，進入步驟（2);其中， 線路ij連接i變電站和j變電站；i = 1，. . .，n ;j = 1，. . .，η ;n為電網(wǎng)變電站總數(shù)目； (2) 廣域后備保護系統(tǒng)計算導(dǎo)納變化量矩陣;其中，為線路ij的線 路阻抗^=[0...1...-1...0]1'為]1\1維矩陣,]/[矩陣中第1行第1列元素為1,]/[ 矩陣中第j行第1列元素為-1，其他元素都為0 ;i = 1，...，η ; j = 1，...，η ;n為電網(wǎng)變電 站總數(shù)目；Y為線路ij兩端的斷路器未跳開前的電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣； (3) 廣域后備保護系統(tǒng)計算線路ij兩端的斷路器跳開后電網(wǎng)各變電站的電壓變化 量矩陣
；其中，
為 nXl維矩陣，
分別為編號為第1、2、3.....n-2、n-l、n變電站的 注入電流；η為電網(wǎng)變電站總數(shù)目
為 nXl維矩陣，
分別為線路ij兩端的斷路器跳開 后編號為第1、2、3.....n-2、n-l、n變電站的電壓變化量； (4) 廣域后備保護系統(tǒng)計算線路ij兩端的斷路器跳開后線路lk上流過的電流變化量
并判斷
是否成立，若成立，則廣域后備保護系統(tǒng)判斷 線路lk為故障線路，向線路lk兩端的斷路器發(fā)送跳閘命令，跳開線路lk兩端的斷路器；其 中，i =丨，...，n ;k =丨，...，n ;n為電網(wǎng)變電站總數(shù)目；Zik為線路lk的線路阻抗；
為線 路ij兩端的斷路器跳開后，現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)測量到線路lk上流過的電流；線路lk連接 1變電站和k變電站；
為線路ij兩端的斷路器未跳開前，現(xiàn)有廣域測量系統(tǒng)測量到線路 lk上流過的電流；
分別為線路ij兩端的斷路器跳開后步驟（3)計算得到的編 號為第1變電站、第k變電站的電壓變化量。
【文檔編號】H02H7/26GK104092194SQ201410336746
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】曾惠敏 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司