CN104240045A - 一种地区电网继电保护协调与安全的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地区电网继电保护协调与安全的分析方法，从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息，并将获取的实时电网数据与建立的电网拓扑结构图进行匹配，改变相应的数据格式，生成精确的初始电网模型；根据研究分析的故障情况，建立预想故障集，存入数据库中；将故障计算算法文件与校核计算规则文件导入数据库；将生成的实时电网模型与数据库中的初始电网模型进行比较，存在差异，则载入存储的预想故障集与故障计算算法，对生成的精确实时电网模型进行故障计算，输出校核结果。为调度运行人员的实时决策提供辅助信息。能够在线校核评估当前地区电网保护系统的保护定值，实时判别系统所有保护的性能和稳定性。

Description

一种地区电网继电保护协调与安全的分析方法

技术领域

本发明涉及一种设备维护技术，特别涉及一种利用实时数据对地区电网继电保护协调与安全的分析方法。

背景技术

随着电力系统的飞速发展，我国的电力网络已经逐步形成为跨区域、大规模的现代化互联电网。继电保护装置作为保障电力系统安全稳定运行的第一道屏障，是保障电力系统稳定的最基本也是最重要的技术手段。但同时，其也是一柄双刃剑。国内外无数实例证明，涉及停电范围较广的大型系统事故，大都与继电保护装置的不正确动作有着直接或者间接的关系。

一直以来，在电网的实际工作中，继电保护装置的定值都是在离线状态计算获得的。为了适应电力系统实际运行中各种难以预料的情况，离线计算时通常是以系统的最大和最小运行方式为基础，进行大量的方式组合，取最保守的结果作为保护定值，并且在系统运行中保持不变。这种离线整定模式不可避免地存在无法跟踪网络变化，保护定值不是最优等方面的问题。甚至当电力系统处于某些特殊的运行状态时，系统中部分保护的定值可能不能满足灵敏度与选择性的要求，存在保护误动或者拒动的事故隐患，如果不能及时发现并进行调整，很可能造成大范围的停电事故。

目前国内外对继电保护定值的研究主要集中于如何在离线状态下利用电网的状态信息进行计算，且目的是提高计算速度与计算精度。而利用电网实时状态对离线确定的保护定值进行校核和评估预警等方面的应用则很少，多是理论研究。同样，目前国内外对保护在电网故障动态过程中的研究也主要是在离线状态下的分析研究，并没有结合实时数据特别是状态估计后的熟数据对保护系统进行静态与动态的分析。

发明内容

本发明是针对现有的地区电网继电保护分析系统不能对保护定值进行在线校核的问题，提出了一种地区电网继电保护协调与安全的分析方法，该方法不仅能够利用电网实时数据对地区继电保护的保护定值进行在线校核以及评估预警，而且还可以考虑多重故障和运行方式变化等因素，利用故障预想的方法在动态过程中对继电保护的协调与安全稳定进行分析研究。从而提高地区电网继电保护定值与保护配置的安全性和可靠性，并为运行人员提供一定的参考。

本发明的技术方案为：一种地区电网继电保护协调与安全的分析方法，具体包括如下步骤：

1）首次使用时，在电网拓扑模型建模平台上建立电网拓扑结构图；

2）从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息，并将获取的实时电网数据与建立的电网拓扑结构图进行匹配，改变相应的数据格式，生成精确的初始电网模型；

3）考虑多重故障和运行方式变化因素，根据研究分析的故障情况，建立预想故障集，存入数据库中；

4）将故障计算算法文件与校核计算规则文件导入数据库；

5）设置校核启动模式，包括手动校核、自动校核、定时校核；

6）将生成的实时电网模型与数据库中的初始电网模型进行比较，检查是否存在差异，若无差异，则停止校核，重新从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息；若存在差异，则进入步骤7）进行故障计算；

7）载入存储的预想故障集与故障计算算法，对生成的精确实时电网模型进行故障计算；

8）根据校核规则，对建立的实时电网模型保护的定值进行在线校核，主要包括：过流保护的灵敏性、距离保护的灵敏性、零序电流保护的灵敏性、差动保护的灵敏性、变压器差动保护的灵敏性；

9）输出校核结果。

所述步骤5）中设置自动校核时，自动校核的启动条件为重要输电线路故障被切除、系统负荷急剧增大、大型发电机组退出运行三种中的任意一种。

所述输出校核结果指按照用户各种查询的要求对校核计算的结果进行相应的输出，其输出形式包括文件、报表、图形、特殊颜色或状态标志，为调度运行人员的实时决策提供辅助信息。

本发明的有益效果在于：本发明地区电网继电保护协调与安全的分析方法，能够在线校核评估当前地区电网保护系统的保护定值，实时判别系统所有保护的性能，分析在电网发生多重故障或运行方式发生变化时继电保护的协调性与安全性，从而提高系统运行的安全稳定。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明基于实时数据的地区电网继电保护协调与安全分析方法的流程图；

图3为本发明数据库结构图；

图4为本发明校核启动模式图。

具体实施方式

如图1、2系统结构和流程图，一种基于实时数据的地区电网继电保护协调与安全的分析方法步骤如下：

（1）首次使用时，需要在电网拓扑模型建模平台上建立电网拓扑结构图。

（2）从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息，并将获取的实时电网数据与建立的电网拓扑结构图进行匹配，改变相应的数据格式，生成精确的初始电网模型。

（3）考虑多重故障和运行方式变化等因素，用户可按照所需要研究分析的故障情况，设置某条线路或设备的单一故障，也可设置两重甚至多重故障；另外还可以设置运行方式发生变化，如电网分区发生变化。从而建立预想故障集，存入数据库中。

（4）将故障计算算法文件与校核计算规则文件导入数据库。由于算法文件和规则文件各自独立，故可随时对算法与规则进行更改与完善，大大提高分析的灵活性与便捷性。

（5）设置校核启动模式，包括手动校核、自动校核、定时校核。其中自动校核的启动条件为重要输电线路故障被切除、系统负荷急剧增大、大型发电机组退出运行三种中任意一种。下面以自动校核为例。

再次使用时，则无需重复步骤（1）、（3-5），只需进行步骤（2），即从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息，将获取的实时电网数据与建立的电网拓扑结构图进行匹配，改变相应的数据格式，生成精确的实时电网模型。

（6）如图3所示数据库结构图，将生成的实时电网模型与数据库中的初始电网模型进行比较，检查是否存在差异，即检查重要输电线路故障是否被切除、系统负荷是否急剧增大、大型发电机组是否有退出运行。若无差异，则停止校核；若存在差异，则继续进行校核。下面以存在差异为例。

（7）载入存储的预想故障集与故障计算算法，对生成的精确实时电网模型进行故障计算。

（8）根据校核规则，对建立的实时电网模型保护的定值进行在线校核。主要包括：过流保护的灵敏性、距离保护的灵敏性、零序电流保护的灵敏性、差动保护的灵敏性、变压器差动保护的灵敏性。

（9）输出校核结果，主要指按照用户各种查询的要求对校核计算的结果进行相应的输出，其输出形式应该多样化，包括文件、报表、图形、特殊颜色或状态（如高亮、闪烁等）标志，为调度运行人员的实时决策提供辅助信息。

归纳来说，共具有三大关键技术，即：EMS数据的读取技术、保护定值在线校核技术以及校核结果处理技术（即利用校核结构，对保护进行协调和安全稳定分析）。

如图4所示校核启动模式图，对于校核启动模式，可以分为三类：手动启动、自动启动和定时启动。其中自动启动的启动条件为重要输电线路故障被切除、系统负荷急剧增大、大型发电机组退出运行三种。在处于自动启动模式下，当系统运行时，由EMS/SCADA系统获取的实时遥信、遥测信息，与在电网拓扑图形建模平台建立的电网拓扑结构图进行匹配后，将实时电网数据与数据库中的原初始电网数据进行比较，看是否有差异，若存在差异，则自动进行在线校核，若没有差异，则不进行在线校核。

Claims (3)

1.一种地区电网继电保护协调与安全的分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）首次使用时，在电网拓扑模型建模平台上建立电网拓扑结构图；

2）从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息，并将获取的实时电网数据与建立的电网拓扑结构图进行匹配，改变相应的数据格式，生成精确的初始电网模型；

3）考虑多重故障和运行方式变化因素，根据研究分析的故障情况，建立预想故障集，存入数据库中；

4）将故障计算算法文件与校核计算规则文件导入数据库；

5）设置校核启动模式，包括手动校核、自动校核、定时校核；

6）将生成的实时电网模型与数据库中的初始电网模型进行比较，检查是否存在差异，若无差异，则停止校核，重新从EMS/SCADA系统中获取实时遥测、遥信量的信息；若存在差异，则进入步骤7）进行故障计算；

7）载入存储的预想故障集与故障计算算法，对生成的精确实时电网模型进行故障计算；

8）根据校核规则，对建立的实时电网模型保护的定值进行在线校核，主要包括：过流保护的灵敏性、距离保护的灵敏性、零序电流保护的灵敏性、差动保护的灵敏性、变压器差动保护的灵敏性；

9）输出校核结果。

2.根据权利要求1所述地区电网继电保护协调与安全的分析方法，其特征在于，所述步骤5）中设置自动校核时，自动校核的启动条件为重要输电线路故障被切除、系统负荷急剧增大、大型发电机组退出运行三种中的任意一种。

3.根据权利要求1所述地区电网继电保护协调与安全的分析方法，其特征在于，

所述输出校核结果指按照用户各种查询的要求对校核计算的结果进行相应的输出，其输出形式包括文件、报表、图形、特殊颜色或状态标志，为调度运行人员的实时决策提供辅助信息。