一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法、装置及设备与流程

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说是涉及一种基于元件退出、功率冲击、时间三要素的线路故障稳控判据方法、装置及设备。

背景技术：

安全稳定控制系统是指为了解决一个区域电网的稳定问题而安装在两个或者两个以上的厂站的安全稳定控制装置，经信息信道和通信接口设备联系在一起而组成的系统。区域稳定控制系统通常由一个主站、若干个子站和若干个终端站的安全稳定控制装置组成。

安全稳定控制装置在电力系统发生预先设定的故障后，经过判断和综合决策，采取送端切机、受端切负荷的策略。现有的稳定控制故障判据包含单相瞬时接地、单相永久接地、相间故障、三相接地等判据。传统基于电气量与保护信号、开关量结合的线路跳闸稳控判据，受限于保护信号选择困难、断路器位置信号的不可控，如主保护未动后备保护动作，或者断路器位置信号量失去等工况，现有线路跳闸稳控判据工程应用中面临拒动的风险。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法，具体为一种基于元件退出、功率冲击、时间三要素的线路故障稳控判据方法，准确检测线路各种故障跳闸及无故障跳闸，以弥补现有稳定控制故障判据的不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案，具体如下：

一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法，包括以下步骤：

安全稳定控制装置突变量启动判断；

线路发生单相用永久故障判断；

线路发生相间故障判断；

线路发生三相短路故障判断；

线路断路器发生无故障跳闸判断。

安全稳定控制装置突变量启动判断，具体包括以下步骤：线路两侧的断路器的进向侧和出向侧作为测量点，采样测量点的电压和电流，判断电气量突变量、电流相位角突变量或线路功率突变量是否大于对应定值，如果大于对应定值，则装置突变量启动；

线路发生单相用永久故障判断，具体包括以下步骤：如果线路某一相电流大于短路电流定值iset，另外两相电流小于短路电流定值iset，任意两个测量点的三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2，判定线路发生单相用永久故障并跳闸；

线路发生相间故障判断，具体包括以下步骤：线路两相电流大于短路电流定值iset，另外一相电流小于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1，任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2，判定线路发生相间故障并跳闸；其中td2>＝td1。

线路发生三相短路故障判断，具体包括以下步骤：线路三相电流均大于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1，任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2，判定线路发生三相短路故障并跳闸；

线路断路器发生无故障跳闸判断，具体包括以下步骤：线路任一断路器的两侧三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或者断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td3，即判定线路断路器发生无故障跳闸。

一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据装置，包括，

安全稳定控制装置突变量启动判断单元、线路发生单相用永久故障判断单元、线路发生相间故障单元、线路发生三相短路故障判断和线路断路器发生无故障跳闸判断单元；

安全稳定控制装置突变量启动判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路两侧的断路器的进向侧和出向侧作为测量点，采样测量点的电压和电流，判断电气量突变量、电流相位角突变量或线路功率突变量是否大于对应定值，如果大于对应定值，则装置突变量启动；

线路发生单相用永久故障判断单元判断过程具体包括以下步骤：如果线路某一相电流大于短路电流定值iset，另外两相电流小于短路电流定值iset，任意两个测量点的三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2，判定线路发生单相用永久故障并跳闸；

线路发生相间故障判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路两相电流大于短路电流定值iset，另外一相电流小于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1，任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2，判定线路发生相间故障并跳闸；

线路发生三相短路故障判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路三相电流均大于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1，任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2，判定线路发生三相短路故障并跳闸；

线路断路器发生无故障跳闸判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路任一断路器的两侧三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或者断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td3，即判定线路断路器发生无故障跳闸。

一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法中的任一方法的指令。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法中的任一方法。

本发明有益效果包括：

本申请公开一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法，具体为一种基于元件退出、功率冲击、时间三要素的线路故障稳控判据方法，判断线路各种故障跳闸及无故障跳闸，采用纯电气量的故障判据，实现了稳定控制故障判断与保护装置等电力系统其它子系统的解耦，提升了稳控装置动作的可靠性，为稳控装置正确执行稳控策略提供基础条件，保障电网的安全稳定运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是线路故障稳控判据测量点示意图；

图2是一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据逻辑门示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效，且为了使该评价方法易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

下面参照附图并结合实例对本发明作进一步描述。

如图2所示，一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法，包括以下步骤：

安全稳定控制装置突变量启动判断；

线路发生单相用永久故障判断；

线路发生相间故障判断；

线路发生三相短路故障判断；

线路断路器发生无故障跳闸判断。

如图1所示，检测线路两侧断路器的两侧，即测量点1、2、3、4的三相电压、三相电流瞬时值。装置计算线路三相电流有效值ia、ib、ic；测量点1、2、3、4三相电流相位角δa1、δb1、δc1，δa2、δb2、δc2，δa3、δb3、δc3，δa4、δb4、δc4；并计算测量点处电流相位角不同采样时刻的角度差(0.833ms的固定延时)δδa1、δδb1、δδc1，δδa2、δδb2、δδc2，δδa3、δδb3、δδc3，δδa4、δδb4、δδc4；计算断路器两侧同时刻电流相位角差δδa12、δδb12、δδc12，δδa34、δδb34、δδc34；计算线路有功功率p及线路有功功率变化量δp。

装置检测到任一测量点一相电流相位角不同采样时刻的角度差δδx大于δδqd(本实施例为20°)，或线路有功功率变化量δp大于δpqd(本实施例为投运功率的20％)，且事故前功率p-0.2(200ms前线路功率)大于断面功率定值pset，超过启动延时tqd(本实施例为5毫秒)，则判装置启动。

线路发生单相用永久故障判断，具体包括以下步骤：线路某一相电流大于短路电流定值iset(本实施例为1.5倍额定电流)，另外两相电流小于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1(本实施例为5毫秒)；之后检测到任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的角度差均大于角度差设定值δδgz(本实施例为30°)或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2(本实施例为40毫秒)，即判定线路发生单相用永久故障并跳闸，其中td2>＝td1，td2、td1是对电气状态的确认时间，基于经验取值。

线路发生相间故障判断，具体包括以下步骤：线路两相电流大于短路电流定值iset(本实施例为1.5倍额定电流)，另外一相电流小于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1(本实施例为5毫秒)，之后检测到任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的角度差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2(本实施例为40毫秒)，即判定线路发生相间故障并跳闸。

线路发生三相短路故障判断，具体包括以下步骤：线路三相电流大于短路电流定值iset(设为1.5倍额定电流)，持续时间超过延时td1(本实施例为5毫秒)，之后检测到任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的角度差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2(本实施例为40毫秒)，即判定线路发生三相短路故障并跳闸

线路断路器发生无故障跳闸判断，具体包括以下步骤：线路断路器两侧三相电流相位角不同采样时刻的角度差均大于角度差设定值δδgz或者断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td3(本实施例为50毫秒)，即判定线路断路器发生无故障跳闸。

线路未断开时，电流正常流过，测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差是固定值，与采样时刻差有关系，设采样时刻差为t毫秒，电流频率为f赫兹，则电流相位角不同采样时刻的相位角差固定为度，断路器两侧同时刻三相电流相位角差为0度；考虑稳控装置相位角小于1度的测量精度与一定的裕度范围，基于经验将δδgz设为10度。

一种基于元件退出、功率冲击、时间三要素的线路故障稳控判据装置，包括，安全稳定控制装置突变量启动判断单元、线路发生单相用永久故障判断单元、线路发生相间故障单元、线路发生三相短路故障判断和线路断路器发生无故障跳闸判断单元；

安全稳定控制装置突变量启动判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路两侧的断路器的进向侧和出向侧作为测量点，采样测量点的电压和电流，判断电气量突变量、电流相位角突变量或线路功率突变量是否大于对应定值，如果大于对应定值，则装置突变量启动；

线路发生单相用永久故障判断单元判断过程具体包括以下步骤：如果线路某一相电流大于短路电流定值iset，另外两相电流小于短路电流定值iset，任意两个测量点的三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz(设为30°)或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2(本实施例为40毫秒)，判定线路发生单相用永久故障并跳闸；

线路发生相间故障判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路两相电流大于短路电流定值iset(本实施例为1.5倍额定电流)，另外一相电流小于短路电流定值iset，持续时间超过延时td1(本实施例为5毫秒)，任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2(本实施例为40毫秒)，判定线路发生相间故障并跳闸；

线路发生三相短路故障判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路三相电流均大于短路电流定值iset(本实施例为1.5倍额定电流)，持续时间超过延时td1(本实施例为5毫秒)，任意两个测量点三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于均大于角度差设定值δδgz或任一断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td2(本实施例为40毫秒)，判定线路发生三相短路故障并跳闸；

线路断路器发生无故障跳闸判断单元判断过程具体包括以下步骤：线路任一断路器的两侧三相电流相位角不同采样时刻的相位角差均大于角度差设定值δδgz或者断路器两侧同时刻三相电流相位角差大于角度差设定值δδgz，且线路功率p小于线路投运功率pty，满足以上条件持续时间超过延时td3(本实施例为50毫秒)，即判定线路断路器发生无故障跳闸。

一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法的指令。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行一种安全稳定控制装置的线路故障稳控判据方法中的任一方法。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组间可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组间组合成一个模块或单元或组间，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组间。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、cd-rom、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的光伏消纳能力的评价方法。

以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围之内。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

本领域内的技术人员可以对本发明进行改动或变型的设计但不脱离本发明的思想和范围。因此，如果本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同的技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。