CN102043115B - 一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法，测量中心按照线路参数测量系统以特定顺序组织的计算机组网数据和组网指令的集合进行网络在线带电实时测量，依次有以下步骤：1)将各变电站的数据采集装置接入GPS信号正确运行；2)请求连接建立TCP连接，向数据采集装置发送读取装置配置信息命令，向数据采集装置发送实时数据命令，并接收实时数据，建立实时运行图；3)主动检索各变电站的数据采集装置，实时监测各线路的运行情况，自动测量线路参数；4)将线路参数测量值保存到数据库中。本发明利用现场已投运并联网的数据采集装置，不必增加新装置，可以显著减少测量工作量，节约测量成本，停电次数少，停电时间短，且操作简单，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及监测与记录，尤其是涉及一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法。
背景技术
线路参数的准确性直接关系到保护动作和故障测距的精确度。《中华人民共和国国家标准——继电保护和安全自动装置技术规程》规定，线路零序参数必须采用实测值。现有测量方法是在待测线路完全停电并且脱网的情况下搭建测量平台测量线路的电流，电压等信息，进而求得实际的输电线路参数。当前电网中的互感线路日益增多，如果对一条新建线路的零序自感进行测量，由于其与其它运行中的互感线路存在耦合，则需要对所有存在耦合的线路同时测量，致使测量工作量十分庞大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种电力系统线路参数网络在线带电测量方法，由测量中心的线路参数测量系统在线实时测量。
这种电力系统线路参数网络在线带电测量方法的特点是：
所述在线实时测量是测量中心按照线路参数测量系统以特定顺序组织的计算机组网数据和组网指令的集合进行网络在线带电实时测量，依次有以下步骤：
1)将各变电站的数据采集装置接入全球定位系统(Global PositionSystem，缩略词为GPS)信号正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差在设定范围内；
2)向各变电站数据采集装置请求连接建立TCP连接，成功连接后向数据采集装置发送读取装置配置信息命令，同时线路参数测量系统根据配置信息进行筛选需要参数测量的线路，且向数据采集装置发送实时数据命令，并接收各变电站数据采集装置的实时数据，建立实时运行图；
3)自动测量线路参数，按照设定的测量周期主动检索各变电站的数据采集装置，得到稳态采样数据，筛选符合参数测量条件的线路进行线路测量或有暂态故障的线路，主动调取故障数据，同时读取有暂态故障线路对端的稳态数据，进行线路参数测量；
4)将线路参数测量值保存到数据库中。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
所述步骤1)的时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差设定范围都为1微秒内。
所述步骤2)建立的实时运行图，包括各条线路的地理位置分布图、各条线路的实时电流电压、各条线路实测的线路参数、各变电站的时钟误差，以及同步采样误差。
所述步骤3)自动测量线路参数，包括在电网正常运行时测量线路正序参数、在电网非正常运行包括线路发生区外非对称性故障或缺相产生较大零序电流时测量线路正序参数和线路零序参数，以及在电网新增线路调整相关配置后测量正常运行的线路正序参数和产生零序电流的线路零序参数。
所述线路正序参数包括线路正序阻抗和线路正序电容。
所述线路零序参数包括线路零序阻抗、零序电容和零序互感。
所述步骤4)保存到数据库的线路参数测量值，包括线路正序参数和线路零序参数测量值。
所述步骤3)自动测量线路正序参数的子步骤如下：
3·1·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足线路正序参数测量条件；
3·1·2)如果满足线路正序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的正序电压、正序电流，最后测量出线路正序参数。
所述步骤3·1·2)满足线路正序测量条件包括电网正常运行、各变电站实时数据传输正确、且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的实时数据或周期性读取稳态数据。
所述步骤3)自动测量线路零序参数，包括自动测量单回线路零序参数、自动测量参数一致的双回互感线路零序参数，以及在双回互感线路零序参数存在较大差异时自动测量多回互感线路零序参数。
所述步骤3)自动测量单回线路零序参数的子步骤如下：
3·2·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足单回线路零序参数测量条件；
3·2·2)如果满足单回线路零序参数测量条们，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出单回线路零序参数。
所述步骤3·2·2)满足单回线路零序参数测量条件包括线路发生区外不对称故障或缺相运行，数据采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的实时故障录波数据或周期性读取对端的稳态录波数据。
所述步骤3)自动测量参数一致的双回互感线路零序参数的子步骤如下：
3·3·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足参数一致的双回线路零序参数测量条件；
3·3·2)如果满足参数一致的双回线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出参数一致的双回线路零序参数。
所述步骤3·3·2)满足双回互感线路零序参数测量条件包括参数一致的双回互感线路中某条线路发生缺相运行、采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的线路双端的实时故障录波数据。
所述步骤3)自动测量多回互感线路零序参数的子步骤如下：
3·4·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足多回线路零序参数测量条件；
3·4·2)如果满足多回线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出多回线路零序参数。
所述步骤3·4·2)满足多回互感线路零序参数测量条件包括多回互感线路中发生缺相运行或区外非对称性故障、采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的所有线路两侧的录波数据或周期性读取对端的稳态录波数据。
所述步骤4)保存到数据库的自动测量多回互感线路零序参数测量值，只是在N条互感线路记录的独立运行方式次数达到N×(N+1)/2时保存，如果记录的独立运行方式未达到N×(N+1)/2时，只需通过人为手段再产生多次独立运行方式达到N×(N+1)/2，从而充分利用以往记录的录波信息，减少测量零序参数时线路的停电次数。
本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。
所述线路参数测量所需数据源，是测量中心所辖电网的各变电站已投运数据采集装置采集的电网各种实时信息或记录的采集数据。所述已投运数据采集装置包括录波器装置和同步相量测量单元(Phasor MeasurementUnit，缩略词为PMU)。
所述网络在线带电实时测量的通讯规约包括103、IEC61850，参数测量分析功能支持标准COMTRADE文件格式。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明利用现场已投运并联网的数据采集装置如故障录波器和PMU，不必增加新装置，组成线路带电网络在线测量系统，通过网络系统得到采集数据，进行线路参数分析。对于多回互感线路的零序参数测量，本方法可以充分利用以往记录的录波信息，有效减少多回互感线路零序参数测量时的停电次数，不必在待测线路完全停电的情况下进行测量，克服了已运行线路不能完全停电的难题。带电在线测量线路参数可以显著减少测量工作量，节约测量成本，停电次数少，停电时间短，且操作简单，安全可靠。
附图说明
附图是本发明具体实施方式的联网示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。
一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法，由测量中心的线路参数测量系统在线实时测量。
如附图所示的线路参数测量系统，包括通讯服务器和后台机。
通讯服务器通过高速以太网与各变电站的已运行采集设备组网，变电站的采集设备如故障录波器、PMU等，同时要求各采集设备具有同一时钟系统；后台机通过通讯服务器得到采样数据，并对线路两端的数据进行测量条件的判定，对符合条件的数据进行线路参数分析。
线路参数测量系统以特定顺序组织的计算机组网数据和组网指令的集合进行网络在线带电实时测量，依次有以下步骤：
1)将各变电站的数据采集装置接入GPS信号正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差在1微秒内；
2)向各变电站数据采集装置请求连接建立TCP连接，成功连接后向数据采集装置发送读取装置配置信息命令，同时线路参数测量系统根据配置信息进行筛选需要参数测量的线路，且向数据采集装置发送实时数据命令，并接收各变电站数据采集装置的实时数据，建立实时运行图，包括各条线路的地理位置分布图、各条线路的实时电流电压、各条线路实测的线路参数、各变电站的时钟误差，以及同步采样误差；
3)自动测量线路参数，按照设定的测量周期主动检索各变电站的数据采集装置，得到稳态采样数据，筛选符合参数测量条件的线路进行线路测量；对有暂态故障的线路，主动调取故障数据，同时读取有暂态故障线路对端的稳态数据，进行线路参数测量；
所述步骤3)自动测量线路参数，包括在电网正常运行时测量线路正序参数、在电网非正常运行包括线路发生区外非对称性故障或缺相产生较大零序电流时测量线路正序参数和线路零序参数，以及在电网新增线路调整相关配置后测量正常运行的线路正序参数和产生零序电流的线路零序参数。线路正序参数包括线路正序阻抗和线路正序电容。线路零序参数包括线路零序阻抗、零序电容和零序互感。自动测量线路零序参数，包括自动测量单回线路零序参数、自动测量参数一致的双回互感线路零序参数，以及在双回互感线路零序参数存在较大差异时自动测量多回互感线路零序参数。
自动测量线路正序参数的子步骤如下：
3·1·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足线路正序参数测量条件；
3·1·2)如果满足线路正序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的正序电压、正序电流，最后测量出线路正序参数。
满足线路正序测量条件包括电网正常运行、各变电站实时数据传输正确、且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的实时数据或周期性读取稳态数据。
自动测量单回线路零序参数的子步骤如下：
3·2·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足单回线路零序参数测量条件；
3·2·2)如果满足单回线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出单回线路零序参数。
满足单回线路零序参数测量条件包括线路发生区外不对称故障或缺相运行、数据采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的实时故障录波数据或周期性读取对端的稳态录波数据。
自动测量参数一致的双回互感线路零序参数的子步骤如下：
3·3·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足参数一致的双回线路零序参数测量条件；
3·3·2)如果满足参数一致的双回线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出参数一致的双回线路零序参数。
满足双回互感线路零序参数测量条件包括参数一致的双回互感线路中某条线路发生缺相运行、采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的线路双端的实时故障录波数据。
自动测量多回互感线路零序参数的子步骤如下：
3·4·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足多回线路零序参数测量条件；
3·4·2)如果满足多回线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出多回线路零序参数。
满足多回互感线路零序参数测量条件包括多回互感线路中发生缺相运行或区外非对称性故障、采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的所有线路两侧的录波数据或周期性读取对端的稳态录波数据。
4)将线路参数测量值，包括线路正序参数和线路零序参数测量值保存到数据库中。
保存到数据库的自动测量多回互感线路零序参数测量值，只是在N条互感线路记录的独立运行方式次数达到N×(N+1)/2时保存，如果记录的独立运行方式未达到N×(N+1)/2时，只需通过人为手段再产生多次独立运行方式达到N×(N+1)/2，从而充分利用以往记录的录波信息，减少测量零序参数时线路的停电次数。
本具体实施方式线路参数测量所需数据源，是测量中心所辖电网的各变电站已投运数据采集装置采集的电网各种实时信息或记录的采集数据。已投运数据采集装置包括录波器装置和PMU。
网络在线带电实时测量的通讯规约包括103、IEC61850，参数测量分析功能支持标准COMTRADE文件格式。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种电力系统线路参数网络在线带电测量方法，由测量中心的线路参数测量系统在线实时测量，其特征在于：
所述在线实时测量是测量中心按照线路参数测量系统以特定顺序组织的计算机组网数据和组网指令的集合进行网络在线带电实时测量，依次有以下步骤：
1)将各变电站的数据采集装置接入全球定位系统(GPS)，信号正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差在设定范围内；
2)向各变电站数据采集装置请求连接建立TCP连接，成功连接后向数据采集装置发送读取装置配置信息命令，同时线路参数测量系统根据配置信息筛选需要参数测量的线路，且向数据采集装置发送实时数据命令，并接收各变电站数据采集装置的实时数据，建立实时运行图；
3)自动测量线路参数，按照设定的测量周期主动检索各变电站的数据采集装置，得到稳态采样数据，筛选符合参数测量条件的线路进行线路测量；或对于有暂态故障的线路，主动调取故障数据，同时读取有暂态故障线路对端的稳态数据，进行线路参数测量；
4)将线路参数测量值保存到数据库中。
2.如权利要求1所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤1)的时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差设定范围都为1微秒内。
3.如权利要求1或2所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤2)建立的实时运行图，包括各条线路的地理位置分布图、各条线路的实时电流电压、各条线路实测的线路参数、各变电站的时钟误差，以及同步采样误差。
4.如权利要求3所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤3)自动测量线路参数，包括在电网正常运行时测量线路正序参数、在电网非正常运行包括线路发生区外非对称性故障或缺相产生较大零序电流时测量线路正序参数和线路零序参数，以及在电网新增线路调整相关配置后测量正常运行的线路正序参数和产生零序电流的线路零序参数；
所述线路正序参数包括线路正序阻抗和线路正序电容；
所述线路零序参数包括线路零序阻抗、零序电容和零序互感；
所述步骤4)保存到数据库的线路参数测量值，包括线路正序参数和线路零序参数测量值。
5.如权利要求4所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤3)自动测量线路正序参数的子步骤如下：
3·1·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足线路正序参数测量条件；
3·1·2)如果满足线路正序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的正序电压、正序电流，最后测量出线路正序参数；
所述步骤3·1·2)满足线路正序参数测量条件包括电网正常运行、各变电站实时数据传输正确、且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的实时数据或周期性读取稳态数据。
6.如权利要求5所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤3)自动测量线路零序参数，包括自动测量单回线路零序参数、自动测量参数一致的双回互感线路零序参数，以及在双回互感线路零序参数存在较大差异时自动测量多回互感线路零序参数。
7.如权利要求6所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤3)自动测量单回线路零序参数的子步骤如下：
3·2·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足单回线路零序参数测量条件；
3·2·2)如果满足单回线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出单回线路零序参数；
所述步骤3·2·2)满足单回线路零序参数测量条件包括线路发生区外不对称故障或缺相运行、数据采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的实时故障录波数据或周期性读取对端的稳态录波数据。
8.如权利要求7所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤3)自动测量参数一致的双回互感线路零序参数的子步骤如下：
3·3·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足参数一致的双回互感线路零序参数测量条件；
3·3·2)如果满足参数一致的双回互感线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出参数一致的双回互感线路零序参数；
所述步骤3·3·2)满足参数一致的双回互感线路零序参数测量条件包括参数一致的双回互感线路中某条线路发生缺相运行、数据采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的线路双端的实时故障录波数据。
9.如权利要求8所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤3)自动测量多回互感线路零序参数的子步骤如下：
3·4·1)调用线路两侧电压、电流数据，并判断当前数据是否满足多回互感线路零序参数测量条件；
3·4·2)如果满足多回互感线路零序参数测量条件，采用傅氏算法、卡尔曼滤波算法确定电压、电流基波值后，再采用对称分量法确定线路的零序电压、零序电流，最后测量出多回互感线路零序参数；
所述步骤3·4·2)满足多回互感线路零序参数测量条件包括多回互感线路中发生缺相运行或区外非对称性故障、数据采集装置记录故障数据，且各变电站GPS正确运行，时钟误差以及各变电站数据采集装置的同步采样误差都在1微秒内，对时后主动接收数据采集装置的所有线路两侧的录波数据或周期性读取对端的稳态录波数据。
10.如权利要求9所述的电力系统线路参数网络在线带电测量方法，其特征在于：
所述步骤4)保存到数据库的自动测量多回互感线路零序参数测量值，只是在N条互感线路记录的独立运行方式次数达到N×(N+1)/2时保存，如果记录的独立运行方式未达到N×(N+1)/2时，只需通过人为手段再产生多次独立运行方式达到N×(N+1)/2。
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| CN102043115A (zh) | 2011-05-04 |
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