一种电力系统配电网距离保护的实现方法及结构与流程

本发明涉及距离保护，尤其涉及一种电力系统配电网距离保护的实现方法及结构。

背景技术：

1、随着电力系统的发展，配电网规模也在逐步扩大，网络结构也更复杂，对安全运行要求的不断提高，传统的继电保护原理和故障诊断技术已经渐渐不能适应不断发展的系统要求。因此距离保护成为较为常见的维护电力系统安全的装置。

2、现有的距离保护基于阻抗继电器实现，这类距离保护根据电压电流的关系，计算出阻抗值，与阻抗继电器整定值比较，进而决定保护的行为。由于存在过渡电阻，距离保护可能出现超越、失去方向和区内拒动等问题。故此类距离保护定位困难，可靠性较差。

技术实现思路

1、针对背景技术中存在的问题，提出一种电力系统配电网距离保护的实现方法及结构。本发明通过启动模块和出口模块将保护结构接入配电网的母线之间的馈线上。接着设置两条距离保护路线，一条由方向模块、阻抗模块和时间模块组成。另一条为bp神经网络模块。障碍点定位更加精准，以确保保护动作行为的正确性，方便可靠，容易实现，具有良好的应用前景。

2、本发明提出一种电力系统配电网距离保护的结构，包括启动模块、方向模块、阻抗模块、时间模块、出口模块和bp神经网络模块。启动模块、方向模块、阻抗模块、时间模块和出口模块依次连接在配电网的母线之间的馈线上；bp神经网络模块两端分别连接启动模块和出口模块，与方向模块、阻抗模块和时间模块并联，通过获取实时输入、输出信号，实现搭建等效电路模型以及所在电路系统的模型，达到对故障点定位的目的。

3、优选的，启动模块主要用于在线路发生短路故障的瞬间启动阻抗模块。

4、优选的，方向模块主要用于判断短路故障方向，保证距离保护动作的方向性。

5、优选的，阻抗模块主要用于测量故障点至保护安装处的距离。

6、优选的，方向模块和阻抗模块结合，构成方向阻抗继电器。

7、优选的，时间模块将短路点到保护安装处的距离远近结合预设的时限特性，确定保护动作时限。

8、优选的，出口模块用于给出保护动作的输出。

9、优选的，bp神经网络模块包括振荡识别单元、故障检测单元、故障定位单元和综合判别单元；振荡识别单元识别系统的振荡状态，并提取系统三相的特征量；故障检测单元用于检测系统中是否发生故障以及选择故障相别；故障定位单元对与线路全长70％-85％区内故障，采用全波傅氏算法，对于线路全长70％以内的故障，采用半波傅氏算法，计算取得输出层节点数；综合判别单元获取节点数，故障发生区域输出层节点值为1，否则为0，对故障判别。

10、优选的，bp神经网络模块还包括bp网络训练单元和bp网络预测单元；bp网络训练单元具体过程包括：网络初始化；隐含层输出计算；输出层输出计算；误差计算；权值更新；闽值更新；判断算法迭代是否结束，若没有结束，返回隐含层输出计算，若训练结束，进入bp网络预测单元，对训练效果进行检测。

11、本发明又提出一种包括上述电力系统配电网距离保护的结构的实现方法，步骤如下：

12、s1、将保护结构接入配电网的母线之间的馈线上；

13、s2、搭建等效电路模型及所在电力系统模型，测量等效电路的输入、输出信号；

14、s3、正常工作时，bp网络训练单元和bp网络预测单元定期对电路模型及所在电力系统模型优化；

15、s4、出现故障时，阻抗模块瞬间启动，结合方向模块判断短路故障方向，在设定的方向上测量故障点至保护安装处的距离；同时振荡识别单元识别系统的振荡状态，并提取系统三相的特征量；故障检测单元检测系统中是否发生故障以及选择故障相别；故障定位单元对与线路全长70％-85％区内故障，采用全波傅氏算法，对于线路全长70％以内的故障，采用半波傅氏算法，计算取得输出层节点数；综合判别单元获取节点数，故障发生区域输出层节点值为1，否则为0，对故障判别；

16、s5、结合上述动作，准确获取故障点位置，给出保护动作的输出。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

18、本发明通过启动模块和出口模块将保护结构接入配电网的母线之间的馈线上。接着设置两条距离保护路线，一条由方向模块、阻抗模块和时间模块组成，出现故障时，阻抗模块瞬间启动，结合方向模块判断短路故障方向，在设定的方向上测量故障点至保护安装处的距离。另一条为bp神经网络模块，通过振荡识别单元识别系统的振荡状态，并提取系统三相的特征量；故障检测单元检测系统中是否发生故障以及选择故障相别；故障定位单元对与线路全长70％-85％区内故障，采用全波傅氏算法，对于线路全长70％以内的故障，采用半波傅氏算法，计算取得输出层节点数；综合判别单元获取节点数，故障发生区域输出层节点值为1，否则为0，对故障判别。再结合两条路线的结果，准确获取故障点位置，给出保护动作的输出。障碍点定位更加精准，以确保保护动作行为的正确性，方便可靠，容易实现，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，包括启动模块、方向模块、阻抗模块、时间模块、出口模块和bp神经网络模块；

2.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，启动模块主要用于在线路发生短路故障的瞬间启动阻抗模块。

3.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，方向模块主要用于判断短路故障方向，保证距离保护动作的方向性。

4.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，阻抗模块主要用于测量故障点至保护安装处的距离。

5.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，方向模块和阻抗模块结合，构成方向阻抗继电器。

6.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，时间模块将短路点到保护安装处的距离远近结合预设的时限特性，确定保护动作时限。

7.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，出口模块用于给出保护动作的输出。

8.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，bp神经网络模块包括振荡识别单元、故障检测单元、故障定位单元和综合判别单元；振荡识别单元识别系统的振荡状态，并提取系统三相的特征量；故障检测单元用于检测系统中是否发生故障以及选择故障相别；故障定位单元对与线路全长70％-85％区内故障，采用全波傅氏算法，对于线路全长70％以内的故障，采用半波傅氏算法，计算取得输出层节点数；综合判别单元获取节点数，故障发生区域输出层节点值为1，否则为0，对故障判别。

9.根据权利要求1所述的一种电力系统配电网距离保护的结构，其特征在于，bp神经网络模块还包括bp网络训练单元和bp网络预测单元；bp网络训练单元具体过程包括：网络初始化；隐含层输出计算；输出层输出计算；误差计算；权值更新；闽值更新；判断算法迭代是否结束，若没有结束，返回隐含层输出计算，若训练结束，进入bp网络预测单元，对训练效果进行检测。

10.一种包括权利要求1-9任一项所述电力系统配电网距离保护的结构的实现方法，其特征在于，步骤如下：

技术总结
本发明涉及距离保护技术领域，尤其涉及一种电力系统配电网距离保护的实现方法及结构。结构包括启动模块、方向模块、阻抗模块、时间模块、出口模块和BP神经网络模块。本发明通过启动模块和出口模块将保护结构接入配电网的母线之间的馈线上。接着设置两条距离保护路线，一条由方向模块、阻抗模块和时间模块组成。另一条为BP神经网络模块。障碍点定位更加精准，以确保保护动作行为的正确性，方便可靠，容易实现，具有良好的应用前景。

技术研发人员：康健,李渊文,郑伟,宁永龙,金鑫
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12