一種繼電保護配合關係仿真校核方法
2024-03-24 02:03:05 1
專利名稱：一種繼電保護配合關係仿真校核方法
技術領域：
本發明屬於電力系統繼電保護領域，特別涉及一種電力系統繼電保護配合關係的仿真校核方法。
背景技術：
繼電保護應滿足四個基本要求可靠性、選擇性、速動性、靈敏性。繼電保護的可靠性包括不發生誤動作和不發生拒絕動作兩層含義；繼電保護的選擇性是指保護裝置動作時，在可能最小的區間內將故障從電力系統中斷開，最大限度地保證系統中無故障部分仍能繼續安全運行，選擇性包含兩層含義一是只應由裝在故障元件上的保護裝置動作切除故障，二是要力爭相鄰元件的保護裝置對故障元件起後備保護的作用；繼電保護的速動性是指儘可能快地切除故障；繼電保護的靈敏性是指對於其保護範圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。保護裝置在投入運行前，保護原理的作用範圍、保護算法的合理性和實用性、保護在特定故障下動作是否正確，保護的動作區能否滿足要求等，都需要對其進行校驗並能給出合理的、正確的評價。保護裝置之間存在配合關係，如線路保護延時段的保護範圍通常超越了保護所在線路，與其相鄰保護各段動作區域存在重疊部分。繼電保護配合關係是保護校驗的重點和難點。中國專利《電網系統繼電保護在線校核方法》(申請號 200810147821. 2 )提出了通過EMS和DTS從電網中獲取電力設備參數、繼電保護定值以及電網的實時運行數據，然後按照保護整定規程進行故障計算，最後根據校核規則對保護定值進行校核。文獻《基於整定逆過程的保護定值在線校核原則》(《電力系統自動化》第35卷第12期)提出了基於整定逆過程的保護定值在線校核思想。但是目前公開的文獻都沒有對繼電保護的配合關係提供一種實用的校核方案。因此，本發明人針對目前的研究空白，提出一種針對繼電保護配合關係的實用性校核方法，本案由此產生。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種繼電保護配合關係仿真校核方法，其可模擬電網故障情形，通過考察各相關保護的動作行為， 實現對保護定值的正確性及合理性進行校驗。本發明為解決以上技術問題，所採用的技術方案是 一種繼電保護配合關係仿真校核方法，包括如下步驟
(1)數據獲取
從EMS獲取電網模型數據和運行方式數據，從定值單整定系統或保護信息遠傳系統獲取保護裝置中的定值，將保護裝置模型數據匹配至電網模型數據；
(2)故障確定
包括確定本次研究的故障點和故障類型故障點自動掃描模式下由程序自動確認，離線分析模式下用戶指定母線、變壓器或者線路上任意位置的故障；
故障類型自動掃描模式下計算線路三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，離線分析模式下由用戶指定故障類型；
(3)確定受影響元件集
根據故障信息，運用啟發式搜索，以故障點為圓心，進行同心圓式的搜索，找出最大可能切除元件集中的所有元件；
(4)確定受影響保護單元
將受影響元件集裡所有元件的保護經過處理後，得到可能動作的保護集合；
(5)仿真短路故障
對上述故障進行時域仿真，計算故障過程中和故障消除後電網各處的電氣量變化情
況；
(6)計算流過受影響元件的電氣量
計算故障發生後每個受影響元件的故障電流、電壓、阻抗和功率，或讀入錄波數據中流過受影響元件的電氣量，進行仿真校核；
(7)計算受影響保護單元的相關信息
根據受影響元件的電氣量計算受影響保護單元中的相關數值；
(8)保護動作仿真
分析運行受影響保護單元的模型，判斷保護是否動作，若有保護動作，則轉入步驟(9)， 若無保護動作，再判斷時間是否已到達仿真時長，未到達仿真時長則返回步驟(5)，已到達仿真時長則進入步驟(10);
(9)重複到故障完全清除
重新求取受影響元件集和受影響保護單元，確認保護動作信息，修改網絡矩陣，判斷故障是否完全被清除，如果完全被清除，進入步驟(10)，否則返回步驟(3)；
(10)生成完整的仿真報告
當仿真完成後，生成完整的仿真報告。上述步驟(2)中所述的指定故障類型是經過渡電阻短路、跨線故障或多重複雜故障。上述步驟(2)中，在離線分析模式下可以進行運行方式調整。上述步驟(3)中，根據用戶的設置搜索全網，或搜索故障元件及其下兩級、上兩級元件，生成受影響元件集。上述步驟(8)中，保護動作仿真包含模擬保護拒動的情況。採用上述方案後，本發明可模擬電網故障發生後，各相關保護裝置的動作情況，仿真繼電保護之間的配合關係，生成完整的仿真報告，校驗保護定值的正確性及合理性。本發明物理過程清晰，保護原理、動作邏輯可自定義編程，可適用於傳統原理和各種新原理保護功能的在線、離線校核。
圖1是本發明的流程圖；圖2是本發明中包含保護模型的電網模型數據層次結構圖。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。如圖1所示，本發明提供一種繼電保護配合關係仿真校核方法，包括如下步驟 (1)數據獲取
從EMS (Energy Management System，能量管理系統)獲取電網模型數據和運行方式數據，從定值單整定系統或保護信息遠傳系統獲取保護裝置中的定值，將保護裝置模型數據匹配至電網模型數據，匹配完成後的電網模型數據層次結構可參見圖2所示。(2)故障確定
包括確定本次研究的故障點和故障類型
故障點自動掃描模式下由程序自動確認(線路兩側、中間點可選)，離線分析模式下用戶可指定母線、變壓器或者線路上任意位置的故障，在離線分析模式下可以進行運行方式調整，包括設置元件檢修或投運、調整機組出力等；
故障類型自動掃描模式下計算線路三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，離線分析模式下由用戶指定故障類型，支持的故障類型可以是經過渡電阻短路、跨線故障、多重複雜故障等。(3)確定受影響元件集
根據故障信息，運用啟發式搜索，以故障點為圓心，進行同心圓式的搜索，可以找出最大可能切除元件集中的所有元件。可以根據用戶的設置搜索全網，也可搜索故障元件及其下兩級、上兩級元件，生成受影響元件集。(4)確定受影響保護單元
將受影響元件集裡所有元件的保護經過處理後，得到可能動作的保護集合。(5)仿真短路故障
對上述故障進行時域仿真，計算故障過程中和故障消除後電網各處的電氣量變化情況。(6)計算流過受影響元件的電氣量
計算故障發生後每個受影響元件的故障電流(包括大小和方向)、電壓、阻抗、功率等信息，也可讀入錄波數據中流過受影響元件的電氣量，進行仿真校核。(7)計算受影響保護單元的相關信息
根據受影響元件的電氣量計算受影響保護單元中的相關數值，例如靈敏度等信息。(8)保護動作仿真
分析運行受影響保護單元的模型，判斷保護是否動作，若有保護動作，則轉入步驟(9)， 修改網絡矩陣，若無保護動作，再判斷時間是否已到達仿真時長，未到達仿真時長則返回步驟(5)繼續進行故障時域仿真計算，已到達仿真時長則結束故障時域仿真計算，進入步驟 (10)；保護動作仿真可模擬保護拒動的情況，由用戶指定某應該動作的保護拒絕動作。(9)重複到故障完全清除
重新求取受影響元件集和受影響保護單元，確認保護動作信息，修改網絡矩陣，判斷故障是否完全被清除，如果完全被清除，進入步驟(10)，否則返回步驟(3)。
( 10)生成完整的仿真報告
當仿真完成後，生成完整的仿真報告。仿真報告內容包括哪些保護動作、哪些保護啟動，以及所有考察之列保護的定值、測量值、延時等記錄。通過考察保護的動作行為，實現對保護定值的正確性及合理性進行校驗。以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。
權利要求
1.一種繼電保護配合關係仿真校核方法，其特徵在於包括如下步驟(1)數據獲取從EMS獲取電網模型數據和運行方式數據，從定值單整定系統或保護信息遠傳系統獲取保護裝置中的定值，將保護裝置模型數據匹配至電網模型數據；(2)故障確定包括確定故障點和故障類型故障點自動掃描模式下由程序自動確認，離線分析模式下用戶指定母線、變壓器或者線路上任意位置的故障；故障類型自動掃描模式下計算線路三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，離線分析模式下由用戶指定故障類型；(3)確定受影響元件集根據故障信息，運用啟發式搜索，以故障點為圓心，進行同心圓式的搜索，找出最大可能切除元件集中的所有元件；(4)確定受影響保護單元將受影響元件集裡所有元件的保護經過處理後，得到可能動作的保護集合；(5)仿真短路故障對上述故障進行時域仿真，計算故障過程中和故障消除後電網各處的電氣量變化情況；(6)計算流過受影響元件的電氣量計算故障發生後每個受影響元件的故障電流、電壓、阻抗和功率，或讀入錄波數據中流過受影響元件的電氣量，進行仿真校核；(7)計算受影響保護單元的相關信息根據受影響元件的電氣量計算受影響保護單元中的相關數值；(8)保護動作仿真分析運行受影響保護單元的模型，判斷保護是否動作，若有保護動作，則轉入步驟(9)， 若無保護動作，再判斷時間是否已到達仿真時長，未到達仿真時長則返回步驟(5)，已到達仿真時長則進入步驟(10);(9)重複到故障完全清除重新求取受影響元件集和受影響保護單元，確認保護動作信息，修改網絡矩陣，判斷故障是否完全被清除，如果完全被清除，進入步驟(10)，否則返回步驟(3)；(10)生成完整的仿真報告當仿真完成後，生成完整的仿真報告。
2.如權利要求1所述的一種繼電保護配合關係仿真校核方法，其特徵在於所述步驟 (2)中，指定故障類型是經過渡電阻短路、跨線故障或多重複雜故障。
3.如權利要求1所述的一種繼電保護配合關係仿真校核方法，其特徵在於所述步驟(2)中，在離線分析模式下可以進行運行方式調整。
4.如權利要求1所述的一種繼電保護配合關係仿真校核方法，其特徵在於所述步驟(3)中，根據用戶的設置搜索全網，或搜索故障元件及其下兩級、上兩級元件，生成受影響元件集。
5.如權利要求1所述的一種繼電保護配合關係仿真校核方法，其特徵在於所述步驟 (8)中，保護動作仿真包含模擬保護拒動的情況。
全文摘要
本發明公開一種繼電保護配合關係仿真校核方法，步驟為獲取電網模型數據和保護裝置中的定值，模擬電網任意位置、任意類型的故障，確定受影響的元件集和保護單元，仿真計算故障過程中和故障消除後的電氣量變化情況，確定每個受影響元件的故障電流、電壓、阻抗、功率等信息，根據受影響元件的電氣量計算受影響保護單元中相關數值，分析運行受影響保護單元的模型，決定保護是否動作；若保護動作，則修改網絡矩陣，然後繼續仿真，重新求取受影響元件集和受影響保護單元，這樣反覆進行，直至將故障徹底隔離；當仿真完成後，生成完整的仿真報告。此方法可模擬電網故障情形，通過考察各相關保護的動作行為，實現對保護定值的正確性及合理性進行校驗。
文檔編號H02H7/26GK102386616SQ20111038348
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者俞秋陽, 夏彥輝, 張玉瓊, 畢兆東 申請人:南京南瑞繼保工程技術有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司