基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了电力系统故障识别【技术领域】中的一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法。区域保护系统包括数据采集模块、保护效用度整定模块、保护协同度函数生成模块、保护协同度期望函数生成模块和故障识别模块；方法包括：采集保护区域中各自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态；计算各自适应电流保护的效用度；计算各条线路的保护协同度函数值；计算各条线路的保护协同度期望函数值；计算各条线路的自适应电流保护协同因子；根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路。发明能自适应电网运行方式的变化且自适应电流保护判据的形成与保护动作值的获取不依赖于通信系统的同步性，可对故障进行准确判断。
【专利说明】基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统故障识别【技术领域】，尤其涉及一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法。
【背景技术】
[0002]传统的继电保护通常将离线整定的固定值带入保护判据进行判断，在结构复杂，运行方式多变的电网中，传统的继电保护已经难以满足系统安全稳定的要求。近年来，自适应继电保护研究的日趋成熟，以及区域通信技术研究的不断深入，为构建能够适应系统运行方式变化的区域后备保护系统提供了契机。
[0003]目前，基于区域信息改善和提高继电保护性能的研究大致分为三类:(I)通过对潮流转移的研究，在区域电网安稳控制系统的配合下，有效切除过负荷元件，达到防止后备保护连锁跳闸的目的；(2)通过对区域多源信息的有效利用形成新的区域后备保护算法，在识别故障区域的基础上快速切除故障元件，从而提高继电保护性能；(3)电网在线自适应整定计算，即在当前电网运行方式下对继电保护特别是后备保护进行在线整定，使继电保护保持较高的灵敏性和选择性，处于最佳工作状态。
[0004]在微机保护发展初期，对自适应电流保护的研究主要基于本地信息进行整定计算，随着广域通信技术的发展，开发基于广域信息的自适应电流保护的条件日臻成熟。然而，通信技术的可靠性仍是制约区域后备保护工程实现的瓶颈，如何在通信异常的情况下利用多源信息可靠识别故障是区域后备保护研究的一大难点。再者，基于PMU的广域信息延时问题难以避免，信息的同步性仍不能得到有效保障，在构建区域后备保护方案时还需考虑通信系统非同步的问题。
[0005]针对上述问题，本发明提出了一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法。首先，将自适应电流保护动作情况在故障识别中的作用定义为自适应电流保护的效用度，并将其作为信息融合的权重，构建自适应电流保护协同度函数以及自适应电流保护协同度期望函数；然后，将自适应电流保护协同度函数与协同度期望函数的比值定义为自适应电流保护协同因子；最后，通过判断自适应电流保护协同因子的大小定位故障。该发明引入了自适应电流保护判据，可在线完成保护的整定计算以及故障判断，并能自适应电网运行方式的变化；同时，该算法中自适应电流保护判据的形成与保护动作值的获取不依赖于通信系统的同步性。在自适应电流保护动作信息高位数缺失或错误的情况下，利用本发明仍能对故障进行准确判断。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法，用于解决现有区域后备保护保护功能容错性较低并依赖数据同步性的问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统，其特征是所述区域保护系统包括数据采集模块、保护效用度整定模块、保护协同度函数生成模块、保护协同度期望函数生成模块和故障识别模块；
[0008]所述数据采集模块分别与保护效用度整定模块和保护协同度函数生成模块相连；
[0009]所述保护效用度整定模块分别与数据采集模块、保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块相连；
[0010]所述保护协同度函数生成模块分别与数据采集模块、保护效用度整定模块和故障识别模块相连；
[0011]所述保护协同度期望函数生成模块分别与保护效用度整定模块和故障识别模块相连；
[0012]所述故障识别模块分别与保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块相连；
[0013]所述数据采集模块用于采集保护区域中各个自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态，并将采集到的各个自适应保护的电流整定值发送至保护效用度整定模块，将采集到的各个保护动作实际状态发送至保护协同度函数生成模块；
[0014]其中，自适应电流保护的整定值包括自适应电流保护的I段整定值、自适应电流保护的II段整定值和自适应电流保护的III段整定值；
[0015]自适应电流保护的实际状态包括自适应电流保护的I段实际状态、自适应电流保护的II段实际状态和自适应电流保护的III段实际状态；
[0016]实际状态包括动作状态和不动作状态；
[0017]所述保护效用度整定模块用于根据各个自适应电流保护的整定值，计算各个自适应电流保护的效用度，再将各个自适应电流保护的效用度发送至保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块；其中，所述各个自适应电流保护的效用度包括各个自适应电流保护的I段效用度、各个自适应电流保护的II段效用度和各个自适应电流保护的III段效用度；
[0018]所述保护协同度函数生成模块用于根据各个自适应电流保护的实际状态和各个自适应电流保护的效用度，计算各条线路的保护协同度函数值，再将各条线路的保护协同度函数值发送至故障识别模块；
[0019]所述保护协同度期望函数生成模块用于根据各个自适应电流保护的效用度计算各条线路的保护协同度期望函数值，再将各条线路的保护协同度期望函数值发送至故障识别丰旲块;
[0020]所述故障识别模块用于根据各条线路的保护协同度函数值和各条线路的保护协同度期望函数值，计算各条线路的自适应电流保护协同因子，再根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路。
[0021]一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护方法，其特征是所述区域保护方法包括:
[0022]步骤1:采集保护区域中各个自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态；
[0023]其中，自适应电流保护的整定值包括自适应电流保护的I段整定值、自适应电流保护的II段整定值和自适应电流保护的III段整定值；
[0024]自适应电流保护的实际状态包括自适应电流保护的I段实际状态、自适应电流保护的II段实际状态和自适应电流保护的III段实际状态；
[0025]实际状态包括动作状态和不动作状态；
[0026]步骤2 :计算各个自适应电流保护的效用度；
[0027]步骤3 :计算各条线路的保护协同度函数值；
[0028]步骤4 :计算各条线路的保护协同度期望函数值；
[0029]步骤5 :计算各条线路的自适应电流保护协同因子；
[0030]步骤6 :根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路。
[0031]所述计算各个自适应电流保护的效用度具体为：
[0032]
【权利要求】
1.一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统，其特征是所述区域保护系统包括数据采集模块、保护效用度整定模块、保护协同度函数生成模块、保护协同度期望函数生成模块和故障识别模块； 所述数据采集模块分别与保护效用度整定模块和保护协同度函数生成模块相连； 所述保护效用度整定模块分别与数据采集模块、保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块相连； 所述保护协同度函数生成模块分别与数据采集模块、保护效用度整定模块和故障识别模块相连； 所述保护协同度期望函数生成模块分别与保护效用度整定模块和故障识别模块相连； 所述故障识别模块分别与保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块相连； 所述数据采集模块用于采集保护区域中各个自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态，并将采集到的各个自适应保护的电流整定值发送至保护效用度整定模块，将采集到的各个保护动作实际状态发送至保护协同度函数生成模块； 其中，自适应电流保护的整定值包括自适应电流保护的I段整定值、自适应电流保护的II段整定值和自适应电流保护的III段整定值； 自适应电流保护的实际状态包括自适应电流保护的I段实际状态、自适应电流保护的II段实际状态和自适应电流保护的III段实际状态； 实际状态包括动作状态和不动作状态； 所述保护效用度整定模块用于根据各个自适应电流保护的整定值，计算各个自适应电流保护的效用度，再将各个自适应电流保护的效用度发送至保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块；其中，所述各个自适应电流保护的效用度包括各个自适应电流保护的I段效用度、各个自适应电流保护的II段效用度和各个自适应电流保护的III段效用度； 所述保护协同度函数生成模块用于根据各个自适应电流保护的实际状态和各个自适应电流保护的效用度，计算各条线路的保护协同度函数值，再将各条线路的保护协同度函数值发送至故障识别模块； 所述保护协同度期望函数生成模块用于根据各个自适应电流保护的效用度计算各条线路的保护协同度期望函数值，再将各条线路的保护协同度期望函数值发送至故障识别模块； 所述故障识别模块用于根据各条线路的保护协同度函数值和各条线路的保护协同度期望函数值，计算各条线路的自适应电流保护协同因子，再根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路。
2.一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护方法，其特征是所述区域保护方法包括: 步骤1:采集保护区域中各个自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态； 其中，自适应电流保护的整定值包括自适应电流保护的I段整定值、自适应电流保护的II段整定值和自适应电流保护的III段整定值；自适应电流保护的实际状态包括自适应电流保护的I段实际状态、自适应电流保护的II段实际状态和自适应电流保护的III段实际状态； 实际状态包括动作状态和不动作状态； 步骤2 :计算各个自适应电流保护的效用度； 步骤3 :计算各条线路的保护协同度函数值； 步骤4 :计算各条线路的保护协同度期望函数值； 步骤5 :计算各条线路的自适应电流保护协同因子； 步骤6 :根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路。
3.根据权利要求2所述的区域保护方法，其特征是所述计算各个自适应电流保护的效用度具体为：
采用公式
4.根据权利要求3所述的区域保护方法，其特征是所述计算各条线路的保护协同度函数值采用公式:
5.根据权利要求4所述的区域保护方法，其特征是计算各条线路的保护协同度期望函数值采用公式:
6.根据权利要求5所述的区域保护方法，其特征是所述计算各条线路的自适应电流保护协同因子采用公式
7.根据权利要求6所述的区域保护方法，其特征是所述根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路具体为：确定所有线路中自适应电流保护协同因子值最大的线路，所述自适应电流保护协同因子值最大的线路为故障线路。
【文档编号】H02H7/26GK103779852SQ201410073988
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年3月1日 优先权日:2014年3月1日
【发明者】马静, 郭雅蓉, 丁秀香, 黄天意, 王增平 申请人:华北电力大学