基于支路重要度的继电保护在线校核顺序排序方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于对电力系统网路中继电保护进行重要度排序的方法，具体为基于 支路重要度的继电保护在线校核顺序排序方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网复杂化的发展，为保障电网的安全稳定运行，电力系统继电保护装置作 为电网发生故障时的第一道安全防线，能准确动作至关重要。国内外的大量实例也证明，很 多大面积停电的电力系统事故都与继电保护的不正确动作有着直接或者间接的关系。因 此，提出一种在线校核保护装置的有效方法就显得极其迫切与重要。
[0003] 在线校核是根据能量管理系统（EM巧和数据采集与监控系统（SCADA)采集电力系 统的实时数据（包括系统拓扑结构、运行方式、保护配置定值等），实时校核保护性能，在线 校核的重点是线路保护的校核，美中不足是保护在线校核顺序是随机校核，存在盲目性。
[0004] 目前，国内外对保护定值校核顺序的研究很少，现有的保护在线校核顺序的方法 有从保护装置不正常动作的风险后果来判定，本末倒置的忽略了被保护线路的重要性，慕 宗江，徐岩，仇向东等在《电力自动化设备》上2014年第2期发表的"基于潮流滴的继电保 护定值在线校核评估方法"根据支路抗冲击能力和开断后果定义支路潮流滴，W此作为保 护装置重要性；王涛，王兴武等在《电力自动化设备》上2013年第7期发表的"基于概率及 结构重要度的电力系统事故链模型与仿真"同时考虑事故概率重要度和支路结构重要度， 综合评价了支路保护重要度。上述文献指标计算需进行潮流计算，计算复杂、计算量大，在 应用过程中很难满足在线校核的时限要求。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提出了基于支路重要度的继电保护在线校核顺序排序 方法。
[0006] 本发明是采用如下的技术方案实现的；基于支路重要度的继电保护在线校核顺序 方法，包括W下步骤：
[0007] 步骤一；确定发电机-支路功率分布因子和负荷-支路功率分布因子；网络中发 电机Gk发出的功率
网络中节点i端流入支路ij中的且由 发电机Gk提供的功率为
i，j= 1，2. . .，n，本发明 提出支路ij的发电机-支路功率分布因子为
Aib其物理意义是发电机Gk向支路ij提供的功率占发电机Gk发电量的比值，现有的交 流功率分布因子的计算都得使用潮流计算，该功率分布因子计算公式只用到阻抗和导纳矩 阵，即系统基本参数，无需潮流计算，负荷loadm需要功率
节点i端流入支路ij中的且最终流入负荷loadm的功率
负 荷-支路功率分布因子
I其中Uk、Ui、Um为节 点电压，电力系统正常运行时各节点电压近似等于额定电压值，yu为节点导纳矩阵对应元 素，Xi^、Xki、Xy、Xmi、Xmj为节点阻抗矩阵对应元素，4为第m个发电机的电流，4第k个发 电机的电流，心为第a个负荷的电流，/L第m个负荷的电流，q为发电机数，f为负荷节 点数，n为系统节点数，所有物理量均为标么值；
[0008] 步骤二；通过发电机-支路功率分布因子和机组发电量确定支路功率；支路ij的 总传输功率女1等于网络中各个发电机对其提供功率的叠加，即；5,-, =Si(3,-1 ;
[0009] 步骤s;根据步骤二计算出的支路功率确定支路-负荷功率分布因子： 支路U流入负荷loadm的分布功率巧WAt?/，女为负荷loadm的总 负荷量，八I。,，为负荷loadm的负荷-支路功率分布因子，支路ij的支路-负荷 功率分布因子是支路ij流入负荷loadj勺分布功率占其总传输功率的比例：即
[0010] 步骤四；根据支路-负荷功率分布因子确定发电机-负荷对功率分布因子：设定 发电负荷对佑k，loadm)在支路ij上的发电机-负荷对功率分布因子为，即支路ij 的功率中由发电机Gk提供的且最终流入负荷loadm的功率占支路ij总传输功率5=,,的比 值：
[0011] 步骤五；确定支路的结构重要度因子：设定5ax为支路ij传输功率上限， 为支路ij总传输功率，G为系统发电机集合，L为系统负荷集合，则支路ij的结构重要度
[0012] 步骤六；确定支路潮流转移度：支路ij潮流转移分布系数定义为；故障支路mn 断开后，引起支路ij的有功潮流增量占支路mn上原潮流量的比值，直流潮流模型下，节 点i在支路ij上的潮流分布因子为4.,=f(.、》, -x~,）定义支路ij的潮流转移度指标为y；；m;
式中皿是故障支路，ij是正常运行支路，m，n是故障支路皿的两端节点号，X。济X分别是导纳矩阵中第n行i列和第m行i列元素，X历支路皿的线路阻抗；
[0013] 步骤走；确定支路概率重要度：支路ij的负载率eu、线路潮流转移度诏"、支 路ij历史统计故障率Pu，支路ij结构重要度因子为Fy，支路ij概率重要度Pu为：
其中《1、《2、"3为权重因子，
[0014] 步骤八；确定支路综合重要度，具体为；根据支路概率重要度Pu和支路的结构重 要度为F。.，定义支路综合重要度Yu;YF山。.；
[0015] 步骤九：根据支路综合重要度确定对应继电保护重要度，进而得到继电保护在线 校核顺序。
[0016] 本发明W支路重要度来衡量对应继电保护装置重要度，提出了潮流转移分布系数 简化计算方法，并结合支路负载率和历史统计故障率，从风险和概率的角度定义了支路概 率重要度；定义了支路功率分布介数，综合线路在不同发电-负荷对之间传输路径中被利 用的深度和广度，确定支路的结构重要度。本发明提出的支路的结构重要度和概率重要度 指标的求取只需通过阻抗矩阵的简单变化，无需进行复杂的潮流计算，比传统方法更直接 有效，推进了在线校核在实际中的应用的步伐。
【附图说明】
[0017] 图1为实施例中IE邸39节点系统接线图。
[0018] 图2为支路功率分布介数排序图。
【具体实施方式】
[0019] 基于支路重要度的继电保护在线校核顺序方法，包括W下步骤：
[0020] 步骤一；确定发电机-支路功率分布因子和负荷-支路功率分布因子；设 定系统网络中有n个节点，q个发电机，f个负荷，系统有qXf个发电机-负荷 对，系统网络发电机集合为G，系统网络负荷集合为L网络中发电机Gk发出的功 率为
，网络中节点i端流入支路ij中的且由发电 机Gk提供的功率
，支路ij的发电 机-支路功率分布因子为
系统网络正常运行时系 统节点电压标么值约等于1，近似取Ui=Uk= 1，得：片,1b= 3'；/ f，负荷 load。需要功率
，节点i端流入支路ij中的且最终流入 负荷load。的功率
，负荷-支路功率分布因子：
，系统网络正常运行时系统节点电压标么值约等于1，近似 取Ui=Um= 1，得：
其中Uk、Ui、Um为节点电压，电力系统正常运行 时各节点电压近似等于额定电压值，yij为节点导纳矩阵对应元素，Xkm、Xki、Xy、Xmi、Xmj为节 点阻抗矩阵对应元素，4为第m个发电机的电流，4第k个发电机的电流，/。,为第a个 负荷的电流，C第m个负荷的电流，q为发电机数，f为负荷节点数，n为系统节点数，所有 物理量均为标么值；
[0021] 步骤二：通过发电机-支路功率分布因子和机组发电量确定支路功 率；支路ij的总传输功率等于系统网络中各个发电机对其提供功率的叠加，即；
[0022] 步骤根据步骤二计算出的支路功率确定支路-负荷功率分布因子；支路ij流 入负荷load。的分布功率5已W/ = ，之?/为负荷m的总负荷量，为负荷 load。的负荷-支路功率分布因子，支路ij的支路-负荷功率分布因子是支路ij流入负荷 loadm的分布功率占其总传输功率的比例：即
[0023] 步骤四；根据支路-负荷功率分布因子确定发电机-负荷对功率分布因子：定义 发电机负荷对佑k，loadm)在支路ij上的发电机-负荷对功率分布因子，即支路ij 的功率中由发电机Gk提供的且最终流入负荷loadm的功率占支路ij总传输功率的比值：
[0024] 步骤五；确定支路的结构重要度因子：设定5 -ax为支路ij传输上限，马为支路 ij总传输功率，则支路ij的结构重要度
[0025] 步骤六；确定支路潮流转移度：支路ij潮流转移分布系数定义为；故障支路mn断 开后，引起支路ij的有功潮流增量占支路mn上原潮流量的比值；直流潮流模型下，节点i 在支路ij上的潮流分布因子为Aiii,定义支路ij的潮流转移度指标为
式中mn是故障支路，ij是正常运行支路，m,n是故障支路mn的两端节点号；
[0026] 步骤走；确定支路概率重要度，具体为：若线路的负载率eU、线路潮流转移度 乂、线路历史统计故障率Pu，支路结构重要度因子为Fu，定义支路概率重要度Py为：
[0027] 步骤八；确定支路综合重要度，具体为：根据支路ij概率重要度Py和结构重要度 为F。.，定义支路ij综合重要度Yu;Yu=FuPij;
[0028] 步骤九：根据支路综合重要度