供计算使用的线路、变压器以及发电机的零序阻抗参数，同时导出线路零序互感抗组参数和保护定值。
[0023]( 3)结合自身的机电暂态模型参数库，使用机电暂态仿真方法求解联立的代数方程和非线性方程，得出系统各状态变量在故障过程中和故障消失后的动态过程数据。
[0024]故障计算考虑的故障类型包括:单相接地，两相接地，两相相间故障不接地，三相故障，故障计算可考虑过渡电阻。故障点的设置除了考虑母线，还可以在线路上的任意点设置故障，可以用距离线路首端百分比来表示。机电暂态模型数据库是指一次设备(发电机、负荷)机电暂态模型中的相关参数。常规的计算短路电流的方法是不基于潮流结果的静态分析方法，这类方法的计算结果与发电机和负荷的类型、出力无关，假设短路点的电压为额定电压，利用对称分量法求取短路点对地的正、负、零序等值阻抗电路，进而求得正、负、零序短路电流以及其他系统状态变量;继电保护定值在线校核系统提供的机电暂态方法分析计算程序可以分别采用机电暂态方法和静态计算分析方法，便于充分考虑电网的实际接线、电网的潮流、发电和负荷的水平、发电机及负荷的模型对短路电流的影响，使计算结果更加准确可信，适用于对运行继电保护装置定值的实时在线校核。
[0025]继电保护定值在线校核系统可以定时触发、人工触发或者事件触发，其中的数据接口模块从EMS获得最新的电网运行方式数据，结合自身数据库保存的元件参数数据进行动态的短路电流计算。配合图2所示，所述机电暂态方法的详细步骤为:
(31)利用潮流计算程序算出短路故障前系统的运行状态，即由潮流计算得到各节点的电压及注入功率，然后算出系统的运行参量初值y(0)，并由此计算出状态变量的初值x(0);
(32)根据各元件采用的数学模型形成相应的非线性方程，并根据所用的求解方法形成相应的电力网络方程；
(33)进行机电暂态过程计算，假定机电暂态过程的计算已进行到t时刻，这时的x(t)和y(t)为已知量，在计算x(t+ Δ t)和y(t+ Δ t)时，应首先检查在t时刻系统有无故障或操作，如果有故障或操作，则需对非线性或/和代数方程式进行修改，而且当故障或操作发生在电力网络内时，系统的运行参量y(t)可能发生突变，因此必须重新求解网络方程，以得到故障或操作后的运行参量y(t+0)。由于状态变量不会发生突变(因非线性方程解对初值的连续依赖性)，因此故障或操作前后的x(t)和x(t+0)相同；接下来进行非线性-代数方程组的计算，根据x(t)和y(t)采用交替求解法或联立求解法得到x(t+At)和y(t+At)的值；
(34 )时间向前推进Δ t，进行下一步的计算，直至到达预定的时刻tmax，这样，就得到了从O?tmax时间段内系统状态变量的数据。
[0026]本发明的短路电流计算方法是动态的，而不是静态的，求解的是微分方程，获得是短路故障期间及故障消失后短路电流的动态变化过程，可以反映发电机各类控制器、电动机负荷模型对短路电流的影响。
[0027](4)对保护定值进行整定计算及校核。
[0028]所述保护定值的校核主要考虑以下5项内容: (41)线路保护的启动电流；
(42)纵联保护定值的灵敏度；
(43)母差保护定值的灵敏度；
(44)变压器差动保护定值的灵敏度；
(45)后备距离保护测量阻抗幅值的校核。
[0029]系统还提供尤其对于重载长线路的后备距离保护三段定值的校核，既保障对线路末端故障有灵敏度，又要躲过负荷阻抗，保证线路重载阻抗元件不发生误动的在线校核、监测功能，通过暂态或稳态数据模型的分析给出计算结果，并可以提供阻抗圆、告警等可视化表达方式。
[0030]需要说明的是，在具体的实际使用中，本发明可实现如下功能:
(I)预期方式校核功能
对于日常计划检修安排，以及电网基建引起的陪停方式、电网发生的各种预期运行方式变化，能够提前进行继电保护定值核查。预留人工修改界面，可以设置预期计划检修方式，根据校核结果，针对计划的检修安排提出制约条件和合理的建议。
[0031]预期方式校核功能可以弥补离线定值计算实时性不足的缺陷，完全满足电网安全稳定运行对于继电保护提出的速动性、灵敏性、选择性、可靠性的要求。
[0032](2)在线故障校核功能
对已经发生的各种故障，可模拟分析故障电流、故障位置。
[0033]用户可以设定故障设备各侧的故障电流(稳态电流有效值)，根据本发明可确定故障可能的位置以及过渡电阻的大小，给出可能的故障类型提示。
[0034]用户也可以设定故障点的位置，从而获知故障设备各侧的故障电流(稳态电流有效值)的大小。
[0035](3)在线电网方式校核功能
为保证电网稳定运行，对于电网运行方式提出的各种短期或阶段式的方式变化，可实现继电保护定值实时的在线安全校核，网络拓扑结构完全可以适应实际一次电网结构的预期变化。
[0036]如220kV双母线接线的环网变电站，由于短路容量超标等问题导致系统母联开关短期断开运行，离线计算出的定值已不满足此方式，需要重新进行线路、母差等相关保护定值的整定。
[0037](4)在线预警校核功能
能够实现自动按照在同一变电站内轮断元件，采取“N — 2”乃至“N—3”的电网运行方式，校核站内及周围系统的保护定值，保证此方式下距离三段不会误动作，并发出告警信息，完成在线监测的预警校核功能。
[0038]针对供热机组的开机方式，可实现按照电厂开机最小方式的设置原则，完成全网定值的在线核查，根据校核结果，对调度运行部门提出可行性建议。
[0039]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于机电暂态方法的继电保护定值在线校核方法，其特征在于包含了如下步骤: (1)从EMS获取电网实时量测数据，包括:发电机的有功、无功出力，变压器的潮流数据，线路上流过的有功、无功数据，母线的电压数据，进而建立电力网络代数模型； (2)从继电保护整定软件数据库获取电网零序参数和保护定值，其中，所述电网零序参数包括线路、变压器以及发电机的零序阻抗参数和线路零序互感抗组参数； (3)结合自身的机电暂态模型参数库，使用机电暂态方法求解联立的代数方程和非线性方程，得出系统各状态变量在故障过程中和故障消失后的动态过程数据； (4)根据所述步骤(3)中得到的各状态变量的动态过程信息，对保护定值进行校核。2.如所述权利I所述的一种基于机电暂态方法的继电保护定值在线校核方法，其特征在于所述步骤(3)的详细步骤为: (31)利用潮流计算程序算出短路故障前系统的运行状态，然后算出系统的运行参量初值y(0)，并由此计算出状态变量的初始值X(O); (32)根据机电暂态模型参数形成相应的非线性方程组，并根据所用的求解方法形成相应的电力网络方程； (33)根据EMS数据、从继电保护整定软件中获取的电网零序参数和线路互感参数形成电力网络正序、负序、零序代数方程组； (34)进行机电暂态过程计算，得到各状态变量在故障发生过程中和故障消失后的全过程数据。3.如所述权利2所述的一种基于机电暂态方法的继电保护定值在线校核方法，其特征在于:所述步骤(34)机电暂态过程计算具体包括， 设定暂态过程的计算进行到t时刻，这时的x(t)和y(t)为已知量，在计算x(t+ Δ t)和y(t+ Δ t)时，首先检查在t时刻系统有无故障或操作； 如果有故障或操作，则需对非线性或/和代数方程式进行修改，而且当故障或操作发生在电力网络内时，系统的运行参量y(t)若发生突变则重新求解网络方程，以得到故障或操作后的运行参量y(t+0)； 故障或操作前后的x(t)和x(t+0)相同； 根据x(t)和y(t)采用交替求解法或联立求解法得到x(t+At)和y(t+At)的值； 时间向前推进Δ t，进行下一步的计算，直至到达预定的时刻tmax，最终得到从O至tmax时间段内系统状态变量的数据。4.如所述权利I所述的一种基于机电暂态方法的继电保护定值在线校核方法，其特征在于:所述步骤(4)中，所述保护定值的校核包括的内容为: (41)线路保护的启动电流； (42)纵联保护定值的灵敏度； (43)母差保护定值的灵敏度； (44)变压器差动保护定值的灵敏度； (45)后备距离保护测量阻抗幅值的校核。
【专利摘要】本发明公开一种基于机电暂态方法的继电保护定值在线校核方法，包括如下步骤：（1）从EMS获取电网实时量测数据，建立电力网络代数模型；（2）从继电保护整定软件数据库获取电网零序参数和保护定值；（3）结合自身的机电暂态模型参数库，使用机电暂态仿真方法求解联立的代数方程和非线性方程，得出系统各状态变量在故障过程中和故障消失后的动态过程数据；（4）根据所述步骤（3）中得到的各状态变量的动态过程信息，对保护定值进行校核。此种方法可提高短路计算结果的准确性，实现继电保护定值的在线校核、实时预警，提高保护定值整定工作的自动化程度。
【IPC分类】G06F17/50, H02H1/00, G06Q50/06
【公开号】CN105610117
【申请号】CN201610057870
【发明人】毕兆东, 俞秋阳, 何俊峰, 郑杨斌, 方胜文, 王新宝, 常宝立
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月28日