基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及故障識(shí)別方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電力系統(tǒng)故障識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及故障識(shí)別方法。區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊、契合度期望生成模塊、保護(hù)契合度生成模塊和故障識(shí)別模塊；故障識(shí)別方法包括采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)，計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度，建立保護(hù)契合度期望函數(shù)，并計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值，建立保護(hù)契合度函數(shù)，并計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值，最后根據(jù)計(jì)算的保護(hù)契合度函數(shù)值與保護(hù)契合度期望函數(shù)值識(shí)別故障線路。本發(fā)明不受信息非同步的影響，在距離保護(hù)啟動(dòng)信息缺失的情況下仍能準(zhǔn)確判斷故障線路，同時(shí)克服了傳統(tǒng)權(quán)重設(shè)置依靠先前經(jīng)驗(yàn)帶來(lái)的不確定性問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及故障識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及故障識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)大電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的僅基于本地信息的后備保護(hù)配置與整定愈發(fā)困難；同時(shí)，系統(tǒng)方式復(fù)雜多變，后備保護(hù)極有可能出現(xiàn)配合不當(dāng)或靈敏度不足的情況，因此考慮電網(wǎng)多源信息的廣域后備保護(hù)研究勢(shì)在必行。
[0003]目前，基于廣域信息改善和提高繼電保護(hù)性能的研究大致分為三類(lèi):1)基于電氣量信息實(shí)現(xiàn)廣域后備保護(hù)功能，如基于電流信息的序電流相位比較和幅值比較的廣域后備保護(hù)算法，基于電壓信息的故障電壓比較的廣域后備保護(hù)算法，以及基于電壓電流綜合信息的復(fù)合方向元件算法和綜合阻抗比較算法；2)基于保護(hù)啟動(dòng)信息和斷路器開(kāi)合狀態(tài)信息實(shí)現(xiàn)廣域后備保護(hù)功能，如基于遺傳算法的廣域后備保護(hù)算法等，以及考慮算法容錯(cuò)性的廣域后備保護(hù)算法等；3)綜合利用電氣量信息和保護(hù)啟動(dòng)信息實(shí)現(xiàn)廣域后備保護(hù)功能，如基于保護(hù)元件與PMU(向量測(cè)量單元)數(shù)據(jù)多源的廣域后備保護(hù)算法等。
[0004]上述算法能夠在不改變傳統(tǒng)后備保護(hù)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，通過(guò)采集廣域信息構(gòu)建后備保護(hù)算法。但現(xiàn)階段PMU (向量測(cè)量單元)數(shù)據(jù)受到信息延時(shí)的影響，同步性不能得到保障，因此，在形成廣域后備保護(hù)方案時(shí)，應(yīng)盡可能不依賴(lài)數(shù)據(jù)的同步性。另一方面，考慮到基于不同保護(hù)原理的保護(hù)啟動(dòng)信息和保護(hù)動(dòng)作靈敏度均不同，為了區(qū)分不同的保護(hù)信息，在權(quán)值設(shè)置方面應(yīng)盡可能克服依靠主觀經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)帶來(lái)不確定性問(wèn)題。此外，盡管現(xiàn)有的通信技術(shù)已經(jīng)趨于完善，但通信系統(tǒng)仍面臨著一定風(fēng)險(xiǎn)，信息缺失和錯(cuò)誤依舊是廣域后備保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法忽視的問(wèn)題，因此保護(hù)方案還必須具備較高的容錯(cuò)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及故障識(shí)別方法，用于解決現(xiàn)有廣域后備保護(hù)功能依賴(lài)數(shù)據(jù)同步性和存在不確定性的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊、契合度期望生成模塊、保護(hù)契合度生成模塊和故障識(shí)別模塊；
[0007]所述數(shù)據(jù)采集模塊和保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊分別與保護(hù)契合度生成模塊相連；
[0008]所述保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊與契合度期望生成模塊相連；
[0009]所述契合度期望生成模塊和保護(hù)契合度生成模塊分別與故障識(shí)別模塊相連；
[0010]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)，并將采集到的所述各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)發(fā)送至保護(hù)契合度生成模塊；所述距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括距離保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、距離保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和距離保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)；所述實(shí)際狀態(tài)包括啟動(dòng)狀態(tài)和不啟動(dòng)狀態(tài)；[0011]所述保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊用于根據(jù)距離保護(hù)的整定值，計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度，再將各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度發(fā)送至契合度期望生成模塊和保護(hù)契合度生成模塊；其中，所述各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度包括各個(gè)距離保護(hù)的I段貢獻(xiàn)度、各個(gè)距離保護(hù)的II段貢獻(xiàn)度和各個(gè)距離保護(hù)的III段的貢獻(xiàn)度；
[0012]所述契合度期望生成模塊用于根據(jù)各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度建立各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度期望函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值發(fā)送至故障識(shí)別模塊；
[0013]所述保護(hù)契合度生成模塊用于根據(jù)各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)和各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度建立各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值發(fā)送至故障識(shí)別模塊；
[0014]所述故障識(shí)別模塊用于根據(jù)各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值和各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值計(jì)算各條線路的距離保護(hù)契合因子，再根據(jù)各條線路的距離保護(hù)契合因子識(shí)別故障線路。[0015]一種基于距離保護(hù)契合因子的故障識(shí)別方法，其特征是所述方法包括:
[0016]步驟1:采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)；
[0017]所述距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括距離保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、距離保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和距離保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)；
[0018]所述實(shí)際狀態(tài)包括啟動(dòng)狀態(tài)和不啟動(dòng)狀態(tài)；
[0019]步驟2:計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度，包括各個(gè)距離保護(hù)的I段貢獻(xiàn)度、各個(gè)距離保護(hù)的II段貢獻(xiàn)度和各個(gè)距離保護(hù)的III段的貢獻(xiàn)度；
[0020]步驟3:建立各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度期望函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值；
[0021]步驟4:建立各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值；
[0022]步驟5:將每條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值與保護(hù)契合度期望函數(shù)值之比作為該條線路的距離保護(hù)契合因子；
[0023]步驟6:確定所有線路中距離保護(hù)契合因子值最大的線路，所述距離保護(hù)契合因子值最大的線路為故障線路。
[0024]所述計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度具體為:
,il距離保護(hù)/在線路i,上[酬采用公式計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的1段貢獻(xiàn)度。
Zu
廣、11 _eh-j
[0026]采用公式計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的II段貢獻(xiàn)度丄
^ eLn-j(//...ηV
[0027]其中，Ζ、力距離保護(hù)j的II段對(duì)于線路Li的有效距離等值阻抗，并且
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種基于距離保護(hù)契合因子的區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊、契合度期望生成模塊、保護(hù)契合度生成模塊和故障識(shí)別模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊和保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊分別與保護(hù)契合度生成模塊相連；所述保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊與契合度期望生成模塊相連；所述契合度期望生成模塊和保護(hù)契合度生成模塊分別與故障識(shí)別模塊相連； 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)，并將采集到的所述各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)發(fā)送至保護(hù)契合度生成模塊；所述距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括距離保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、距離保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和距離保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)；所述實(shí)際狀態(tài)包括啟動(dòng)狀態(tài)和不啟動(dòng)狀態(tài)；所述保護(hù)貢獻(xiàn)度整定模塊用于根據(jù)距離保護(hù)的整定值，計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度，再將各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度發(fā)送至契合度期望生成模塊和保護(hù)契合度生成模塊；其中，所述各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度包括各個(gè)距離保護(hù)的I段貢獻(xiàn)度、各個(gè)距離保護(hù)的II段貢獻(xiàn)度和各個(gè)距離保護(hù)的III段的貢獻(xiàn)度；所述契合度期望生成模塊用于根據(jù)各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度建立各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度期望函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值發(fā)送至故障識(shí)別模塊；所述保護(hù)契合度生成模塊用于根據(jù)各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)和各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度建立各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值，再將各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值發(fā)送至故障識(shí)別模塊；所述故障識(shí)別模塊用于根據(jù)各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值和各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值計(jì)算各條線路的距離保護(hù)契合因子，再根據(jù)各條線路的距離保護(hù)契合因子識(shí)別故障線路。
2.一種基于距離保護(hù)契合因子的故障識(shí)別方法，其特征是所述方法包括:步驟1:采集保護(hù)區(qū)域中各個(gè)距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)；所述距離保護(hù)的實(shí)際狀態(tài)包括距離保護(hù)的I段實(shí)際狀態(tài)、距離保護(hù)的II段實(shí)際狀態(tài)和距離保護(hù)的III段實(shí)際狀態(tài)；所述實(shí)際狀態(tài)包括啟動(dòng)狀態(tài)和不啟動(dòng)狀態(tài)；步驟2:計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度，包括各個(gè)距離保護(hù)的I段貢獻(xiàn)度、各個(gè)距離保護(hù)的II段貢獻(xiàn)度和各個(gè)距離保護(hù)的III段的貢獻(xiàn)度；步驟3:建立各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度期望函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)值；步驟4:建立各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)，并根據(jù)所述保護(hù)契合度函數(shù)計(jì)算各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值；步驟5:將每條線路的保護(hù)契合度函數(shù)值與保護(hù)契合度期望函數(shù)值之比作為該條線路的距離保護(hù)契合因子；步驟6:確定所有線路中距離保護(hù)契合因子值最大的線路，所述距離保護(hù)契合因子值最大的線路為故障線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的貢獻(xiàn)度具體為:.7 --距離保護(hù)/在線路I,上采用公式4 =|0距離卿不在線韃上計(jì)算各個(gè)距離保護(hù)的I段貢獻(xiàn)度Zul.采用公式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，所述各條線路的保護(hù)契合度期望函數(shù)為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，所述各條線路的保護(hù)契合度函數(shù)為:
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103580010SQ201310508378
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】馬靜, 郭雅蓉, 馬偉, 王增平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)