基于潮流特征值的智能变电站保护向量诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能变电站保护向量检测技术领域，涉及一种基于潮流特征值的智能 变电站保护向量诊断方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统中直接输配电能的设备称为一次设备，如输电线路、互感器、变压器等； 二次设备是对一次设备进行测量、控制及保护的仪表或设备，如计量表、继电保护。一次设 备的电压、电流通过互感器、合并单元(智能变电站专用）传变至二次设备继电保护装置。
[0003] 变电站继电保护向量检测是在已知的一次设备电压、电流下，检测二次设备继电 保护采集的电压、电流幅值和相位关系，以确认继电保护采集的二次电压、电流是否正确反 映一次电压、电流幅值和相位关系，进而能够对保护范围内一次系统的异常及故障状态做 出正确动作行为。DL/T 995《继电保护和电网安全自动装置检验规程》和Q/GDW 1809《智 能变电站继电保护检验规程》两项标准均对保护向量提出了检测要求。保护向量检测内容 包括继电保护采集的电压电流幅值、相位关系以及所保护的方向是否正确。
[0004] 目前继电保护的向量检测采取人工检测的方法，在一次设备通过电压电流时，由 检测人员对变电站各个保护装置进行分别检测，检测过程需要对各保护的向量信息进行逐 项记录，再手动比较电压/电流三相有效值是否平衡、相位是否正序、电压电流间相位关系 是否与一次潮流一致等内容。由于变电站的保护装置和向量检测项目众多，且不同厂家不 同类型保护对于电压、电流相位的显示也不相同，有显示相对相位的，还有显示绝对相位 的，使得部分保护不能直观显示电压、电流相位及电压电流间相位关系，需要进行手动计 算，同时要考虑工程误差，增加了保护向量正确性的判断难度，进而造成保护的向量检测 时间长，效率低，人工检测也容易增加出错几率。
[0005] 根据电路公式_二c_. s我洽二3W sm ?其中相电压沒、相电流f、三相有功寂 、三相无功0，史为相电压U和相电流I的相位差(相位关系）。向量检测即电压、电流幅值 和相位关系的测试，可以转化为对电压、电流、有功功率、无功功率幅值的测试。
[0006] 基于IEC61850规约的智能变电站采用基于XML (可扩展标记语言）技术的SCL系 统配置语言，对变电站一、二次设备信息模型和通信服务进行了规范性描述及定义，形成变 电站配置文件SCD，SCD中的变电站模型部分内容包含一次设备信息，信息按照变电站、电 压等级、间隔、设备、子设备、连接点和端点等层次分级，并逐级包含，描述了变电站一次设 备之间的连接关系；SCD文件中的智能电子设备（IED)模型部分内容包含了 IED设备之间的 关联信息，信息描述了 IH)设备发送哪些数据，并从其它哪些IED设备接收数据，接收数据 在其IH)设备中的路径等信息，二次设备(继电保护、合并单元及安全自动装置)间的联系和 互操作得以规范实现。
[0007] 基于智能变电站站控层MMS (制造报文规范）服务，变电站监控系统、信息子站等 客户端可对保护装置的状态信息进行读取，具备了实现统一召唤保护向量的条件。但目前， 针对保护向量的统一召唤和自动诊断还处于空白状态。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种无需人工测量和诊断的基于潮流特征值 的智能变电站保护向量诊断方法。
[0009] 为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于潮流特征值的智能变电站保 护向量诊断方法，包括如下步骤： (1)建立智能变电站保护向量测试系统，包括一次设备、二次设备和客户端；所述一次 设备包括η个一次设备间隔，所述一次设备间隔包括电流/电压互感器、断路器和一次设备 母线，其中η为大于1的整数；所述二次设备包括T个继电保护装置和一个以上的合并单 元，其中T为大于1的整数；所述电流/电压互感器通过相对应的合并单元与相对应的继电 保护装置相连接；所述继电保护装置通过站控层网络与所述客户端相连接；所述客户端安 装有基于IEC61850规约的智能变电站配置文件SCD、XML解析模块、诊断结果模块和一次设 备间隔与继电保护装置之间相关联模块； (2 )所述客户端通过XML解析模块，解析所述智能变电站配置文件SCD中的IED模型内 容，得到所述继电保护装置与所述合并单元之间的关联关系以及所述合并单元与其接收的 数据所对应的电流/电压互感器的关联关系；解析智能变电站配置文件SCD中的变电站模 型内容，得到所述η个一次设备间隔之间的拓扑关系；进而得到所述η个一次设备间隔分别 与所述继电保护装置之间的关联关系，并将所述η个一次设备间隔分别与所述继电保护装 置之间的关联关系存储的到所述一次设备间隔与继电保护装置之间相关联模块中； (3) 在客户端建立一次设备间隔目标潮流数据库：一次设备间隔的潮流特征值分别为 潮流相电压、潮流电流、潮流有功功率、潮流无功功率和潮流误差系数；定义一次设备间隔 的潮流方向以流出母线为正，流入母线为负值，其中潮流有功功率、潮流无功功率的计算公 式分别为
^为潮流相电压和潮流电流的相位差；分别对η个一 次设备间隔的潮流相电压和潮流相电流进行赋值，同时根据η个一次设备间隔的互感器传 变误差对潮流误差系数进行赋值；进而分别得到η个一次设备间隔的潮流相电压值Uim、 潮流电流值Iim、潮流有功功率值Pim、潮流无功功率值Qim和潮流误差值系数Xim，其中 i=l，2，…，η ;由η个一次设备间隔的潮流相电压值Uim、潮流电流值Iim、潮流有功功率值 Pim、潮流无功功率值Qim和潮流误差值系数Xim形成一次设备间隔目标值潮流数据库文件 M ； (4) 建立所述继电保护装置潮流状态值模板，如表1所示；所述继电保护装置状态潮流 值模板包括间隔名称、状态潮流名称、MMS地址和状态潮流值；所述间隔名称包括与继电保 护装置相关联的一次设备间隔的名称；所述状态潮流名称包括与继电保护装置相关联的一 次设备间隔的状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率；所述 状态潮流值包括状态潮流电压的a相电压幅值Uia及其相位:_纟、状态潮流电压的b相电压 幅值Uib及其相位<%#、状态潮流电压的c相电压幅值Uic及其相位吒,_、状态潮流电流的 a相电流幅值Iia及其相位、状态潮流电流的b相电流幅值Iib及其相位、状态潮流 电流的c相电流幅值Iic及其相位办-、状态潮流有功功率幅值Pi和状态潮流无功功率幅 值Qi ; 表1继电保护装置潮流状态值模板
所述继电保护装置潮流状态值模板中的丽S地址与所述状态潮流电压、状态潮流电 流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率分别--对应；所述状态潮流电压、状态潮流电 流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率与MMS地址的唯一映射方法如下： 1) 解析智能变电站配置文件SCD文件，找到所述状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮 流有功功率和状态潮流无功功率的实例化电压、实例化电流、实例化有功功率、实例化无功 功率的逻辑设备名，记为LD_M_U、LD_M_I、LD_M_P、LD_M_Q ; 2) 在所述逻辑设备名下，查询记录逻辑节点类LN_M的实例化电压、实例化电流、实例 化有功功率、实例化无功功率的逻辑节点名，记为LN_M_U、LN_M_I、LN_M_P、LN_M_Q ; 3) 根据逻辑节点类LD_M的数据对象、数据属性结构及命名得到电压IEC61850模型 地址、电流IEC61850模型地址、有功功率IEC61850模型地址、无功功率IEC61850模型地 址，分别为 LD_M_U/LN_M_U/PhV、LD_M_I/LN_M_I/A、LD_M_P/LN_M_P/TotW、LD_M_Q/LN_M_Q/ TotVAr ； 4) 将电压IEC61850模型地址、电流IEC61850模型地址、有功功率IEC6185