一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法与流程

本发明属于电力安全，涉及到一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，特别是在多种场站运行方式组合进行切换时对继电保护装置整定支路的感受电流极值的获取来找出要检修的线路及进行线路整定和校核。

背景技术：

1、过流保护在电力系统中应用广泛，是最常见的继电保护形式之一。过流保护因整定不当导致发生误动作的事故时有发生，给社会经济带来巨大损失。

2、过流保护的整定计算和校核工作依赖于短路电流计算。短路电流计算可获取全网短路电流分布及保护装置感受电流。感受电流是指短路故障发生时保护装置安装处所测量到短路电流，获取装置安装处的感受电流最大值可用于整定过流保护，而获取感受电流最小值可用于校核过流保护灵敏度。

3、电力系统短路电流分布受系统运行方式影响。系统运行方式可分为线路运行方式和厂站运行方式两类，其中前者由线路的投运状态决定，而后者则由站内变压器、机组以及地区等值电源等内部元件方式组合而成。在实际电力系统运行中，发电机非计划停运及调峰的随机事故很多，没有纳入计划的中性点接地变压器随机停运也时有发生，因此在进行电力系统短路电流计算时需考虑多个厂站的多个运行方式组合，以期获取保护安装处极端运行方式下的最大和最小感受电流。

4、当前在短路电流的计算机算法中，为全面考虑厂站运行方式对感受电流的影响，将考虑范围内所有厂站及其所有厂站运行方式进行穷举处理，并对每一种厂站运行方式组合都进行全网短路电流计算。该处理方式在范围内厂站及其方式较多且同时考虑厂站运行方式切换数量较多时计算量将呈指数级上升，导致计算时间过长而失去实用性。因此，当前对于厂站运行方式一般只考虑对侧及背侧厂站运行方式的组合，所计算保护定值会导致保护装置存在误动或拒动的风险。

技术实现思路

1、本发明为了在多种厂站运行方式同时切换时来快速找到要检修的线路以及进行线路整定的目的，设计了一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，通过在厂站运行方式切换时对继电保护装置感受电流的处理进而快速找到要检修的线路。

2、本发明采用的技术方案是，一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，用于厂站中所有设备的运行方式组合进行切换时对线路的整定与校核，所述的方法是对系统节点阻抗矩阵进行处理，通过得到继电保护装置整定支路的感受电流极值指标来确定要检修的线路及进行线路定值整定及校核，具体步骤如下：

3、a、读取电网模型生成的系统节点阻抗矩阵，初始时将最大电流imax设置为0，或最小电流imin设置为∞；

4、b、从厂站运行方式集合中读取当前要切换的厂站运行方式；

5、c、通过判断厂站运行方式的切换类型对全网节点阻抗矩阵元素进行修正；

6、d、计算所有厂站运行方式所对应的继电保护装置整定支路上的电流极值指标iindex；

7、e、对步骤d中得到的所有电流极值指标iindex进行对比，得到最大或最小感受电流i1；

8、f、若i1≥imax，或i1≤imin，则imax＝i1，或imin＝i1，继续进行步骤g；若i1＜imax，或i1＞imin，则直接进行步骤h；

9、g、切换对应的厂站运行方式，并修正系统节点阻抗矩阵；

10、h、完成厂站运行方式的切换与继电保护装置整定支路的整定和校核。

11、所述的系统节点阻抗矩阵为正序阻抗矩阵或零序阻抗矩阵，对应的电流极值指标iindex包括正序电流极值指标和零序电流极值指标，对应的最大或最小感受电流i1包括最大正序感受电流、最小正序感受电流、最大零序感受电流、最小零序感受电流。

12、所述的步骤c中当厂站切换方式的类型为一类厂站运行方式切换时，修正公式如式1，

13、

14、式1中，i代表需整定线路的一端，j代表需整定线路的另一端，p是需检修线路的一端，q是需检修线路的另一端，zij是节点i和j之间的互阻抗，z′ij是节点i和j之间互阻抗的修正值，zip是节点i和p之间的互阻抗，zjp是节点j和p之间的互阻抗，zpp是节点p的自阻抗，δzg是切换厂站运行方式时产生的阻抗变化值

15、当厂站切换方式的类型为二类厂站运行方式切换时，修正公式如式2，

16、

17、式2中，ziq是节点i和q之间的互阻抗，zjp是节点j和q之间的互阻抗，zqq是节点q的自阻抗，zpq是节点p和q之间的互阻抗，δzgpq是节点p和q之间在切换厂站运行方式时产生的阻抗变化值，

18、当厂站切换方式的类型不为一类厂站运行方式也不为二类厂站运行方式时，按电力系统多点等值原理将所考虑范围外的电网部分进行等值，获得降阶后的节点阻抗矩阵后按支路追加法对矩阵进行单点修正。

19、所述的步骤d中，正序电流极值指标的计算公式为：

20、

21、在单相接地情况下，零序电流极值指标的计算公式为：

22、

23、在两相短路接地情况下，零序电流极值指标的计算公式为：

24、

25、式3至5中，k代表故障节点，if代表故障节点短路电流，z′ik代表线路一端与故障节点之间的互阻抗修正值，z′jk代表线路另一端与故障节点之间的互阻抗修正值，z′kk代表故障节点的自阻抗修正值，下角标带0表示零序节点阻抗矩阵的元素。

26、在步骤d与步骤e之间还有步骤d1，判定是否读取所有厂站运行方式，如是，则直接进行步骤e，如否，则返回步骤b。

27、在步骤g与步骤h之间还有步骤g1，判定所有切换的厂站运行方式已达设置数，如已达，则进行步骤h，若未达，则将已切换的厂站运行方式从所有厂站运行方式集合中剔除，返回步骤b。

28、本发明的有益效果是，1)本发明方法在继电保护整定计算及校核过程中，充分考虑了大范围内多个厂站及其多个厂站运行方式同时切换的情况，比起现有穷举算法大幅降低计算量和计算时间，将计算量从穷举时的o降为o(m)，其中m为范围内厂站方式总数，n为同时考虑方式切换的厂站数。可以大幅提升整定计算及校核工作效率；2)本发明可以提升对于过流保护的整定计算工作质量，所计算定值可大幅降低保护装置的误动和拒动风险，进而减少社会经济损失；3)本发明可以提升对于阶段过流保护的定值校核工作质量，可发现传统校核方法无法识别的定值风险。

技术特征：

1.一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，用于厂站中所有设备的运行方式组合进行切换时对线路的整定与校核，其特征在于：所述的方法是对系统节点阻抗矩阵进行处理，通过得到继电保护装置整定支路的感受电流极值指标来确定要检修的线路及进行线路定值整定及校核，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，其特征在于：所述的系统节点阻抗矩阵为正序阻抗矩阵或零序阻抗矩阵，对应的电流极值指标iindex包括正序电流极值指标和零序电流极值指标，对应的最大或最小感受电流i1包括最大正序感受电流、最小正序感受电流、最大零序感受电流、最小零序感受电流。

3.根据权利要求1所述的一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，其特征在于：所述的步骤c中当厂站切换方式的类型为一类厂站运行方式切换时，修正公式如式1，

4.根据权利要求2所述的一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，其特征在于：所述的步骤d中，正序电流极值指标的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，其特征在于：在步骤d与步骤e之间还有步骤d1，判定是否读取所有厂站运行方式，如是，则直接进行步骤e，如否，则返回步骤b。

6.根据权利要求1所述的一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，其特征在于：在步骤g与步骤h之间还有步骤g1，判定所有切换的厂站运行方式已达设置数，如已达，则进行步骤h，若未达，则将已切换的厂站运行方式从所有厂站运行方式集合中剔除，返回步骤b。

技术总结
一种基于厂站运行方式组合的线路整定和校核的方法，所述的方法是对系统节点阻抗矩阵进行处理，通过得到继电保护装置整定支路的感受电流极值指标来确定要检修的线路及进行线路定值整定及校核，本发明可以在继电保护整定计算及校核过程中，充分考虑了大范围内多个厂站及其多个厂站运行方式同时切换的情况，比起现有穷举算法大幅降低计算量和计算时间，将计算量从穷举时的降为O(M)，其中M为范围内厂站方式总数，N为同时考虑方式切换的厂站数。本发明可以大幅提升整定计算及校核工作效率。

技术研发人员：吴亚辉,李雪冬,于乐,张永浩,仇向东,周兴华
受保护的技术使用者：北京中恒博瑞数字电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15