CN104701829A - 防连锁跳闸系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种防连锁跳闸系统及方法，所述防连锁跳闸系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；统一协调式防连锁跳闸子系统用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。利用本发明的防连锁跳闸系统及方法，能够提升传统保护的能力，并加强三道防线的紧密性，由此实现集保护与控制一体化的统一协调式防连锁跳闸策略。

Description

防连锁跳闸系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及到电力系统继电保护设备和方法。

背景技术

近年来发生的绝大多数大停电事故，都是运行在极限边缘的输电网络，因若干低概率事故(如检修期间发生局部故障)的发生，引发功率大范围转移，造成相邻输电元件相继过载，形成连锁过载跳闸而发生的。这种功率的转移被称为潮流转移，潮流转移发生后，电网将呈现出一系列快速的动态特性。数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)系统中测量值的时差无法良好的应用于动态过程计算，从而导致正常运行状态下的电网分析模型对能量管理系统(Energy Management System，EMS)不在适用，EMS中的大部分高级网络分析计算将难以获得收敛结果，或即使获取到了收敛值也会因为系统状态的快速不断变化而变得没有实用价值。

为了满足潮流转移状态下电网动态过程计算的时间尺度，我们需要引入广域监测系统(Wide Area Measurement System，WAMS)信息，利用与当前电网结构实时同步的相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)数据来完成对电网动态过程的描述。

对于调度中心而言，应用WAMS的动态数据进行网络分析可以准确的识别电网结构的变化，并进行相关的负荷控制；对于后备保护而言，应用WAMS的动态数据进行整定值调整可以确保后备保护动作的可靠性。在电网安全防御系统设置的三道防线中，传统的继电保护属于第一道防线，负荷控制属于第二道防线，广域保护和紧急控制属于第三道防线。三道防线的划分有明确的界线，但现有技术中却没有对三道防线的应用进行统一协调综合考虑，因此缺乏对于潮流转移状态下综合考虑不同防线的防连锁跳闸技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的旨在衔接继电保护从传统模式向广域模式转变的过渡过程，利用广域信息提升传统距离保护的性能，属于第三道防线和第一道防线的关联应用。以调度中心为决策中枢，利用WAMS信息建立起连接保护整定与负荷控制的桥梁，一方面是利用广域信息提升传统保护的能力，另一方面是加强三道防线在应用上的紧密性，最终实现集保护与控制一体化的统一协调式防连锁跳闸策略，与潮流转移的传递过程在时间轴上同步。

为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。

一种防连锁跳闸系统，所述系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中，

关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；

统一协调式防连锁跳闸子系统，用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

其中，所述关联域构建子系统包括互连的主干线路选取模块和关联线路选取模块：

所述统一协调式防连锁跳闸子系统包括顺序相连的调度中心决策模块、后备保护动态调整模块和线路过负荷阶梯控制模块；

所述主干线路选取模块用于挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；

所述关联线路选取模块用于根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；

所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；

所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；

所述调度中心决策模块通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；

所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；

所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

特别地，区分节点自阻抗变化率的所述预定阈值为5％。

所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：

确定系统运行方式，选取整定调整区域；

计算整定调整区域内与保护相关的最值及系数；

读取整定规则，求解整定中间值；

系统稳定则结束，否则在预定时延后，再次计算区域内与保护相关的最值及系数。

并且，所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案包括：

在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；

在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；

在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；

如果系统稳定则结束；否则在预定时延后，重新选定负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

本发明还包括一种防连锁跳闸方法，所述方法包括以下步骤：

A、构建关联域；

B、实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

所述方法中，构建关联域包括：

A1、挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；

A2、根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；

其中，所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；

而所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；

所述实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制包括：

调度中心决策为通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；

所述后备保护的动态调整为根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；

所述线路过负荷的阶梯控制为根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

特别地，区分节点自阻抗变化率的所述预定阈值为5％。

其中，所述根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：

确定系统运行方式，选取整定调整区域；

计算区域内与保护相关的最值及系数；

读取整定规则，求解整定中间值；

系统稳定则结束，否则预定时延后再次计算区域内与保护相关最值及系数。

另外，所述根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案包括：

在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；

在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；

在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；

如果系统稳定则结束；否则在预定时延后，重新选定负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

通过采用本发明的防连锁跳闸系统及方法，能够提升传统保护的能力，并加强三道防线的紧密性，由此实现集保护与控制一体化的统一协调式防连锁跳闸策略。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中防连锁跳闸系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中关联域构建子系统的工作方式流程示意图。

图3是本发明具体实施方式中调度中心决策工作方法流程示意图。

图4是本发明具体实施方式中后备保护动态调整模块的工作方式流程示意图。

图5是本发明具体实施方式中线路过负荷阶梯控制模块的工作方式流程示意图。

图6是本发明具体实施方式中母线处有功功率分配示意图。

图7是本发明具体实施方式中示例系统线路11切除后的关联域构成示意图。

图8是本发明具体实施方式中示例系统关联域内线路上的有功功率分布表。

图9是本发明具体实施方式中示例系统后备保护整定值调整表。

图10是本发明具体实施方式中示例系统过负荷控制需求表。

图11是本发明具体实施方式中示例系统过负荷控制方案表。

图12是本发明具体实施方式中示例系统过负荷控制后输电线路上的有功功率分布表。

图13是本发明具体实施方式中示例系统后备保护整定值调整表。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。

以下公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是出于描述示范实施例的目的。

然而，应该理解，本发明不局限于公开的具体示范实施例，而是覆盖落入本公开范围内的所有修改、等同物和替换物。在对全部附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。

同时应该理解，如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。另外应该理解，当部件或单元被称为“连接”或“耦接”到另一部件或单元时，它可以直接连接或耦接到其他部件或单元，或者也可以存在中间部件或单元。此外，用来描述部件或单元之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。

如图1所示，本发明的防连锁跳闸系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中，

关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；

统一协调式防连锁跳闸子系统，用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

其中，所述关联域构建子系统包括互连的主干线路选取模块和关联线路选取模块，再将构建完成的关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；

所述统一协调式防连锁跳闸子系统包括顺序相连的调度中心决策模块、后备保护动态调整模块和线路过负荷阶梯控制模块；

所述主干线路选取模块用于挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；

所述关联线路选取模块用于根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；

所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；

所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；

所述调度中心决策模块通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；

所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；

所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

所述确定节点自阻抗变化率的预定阈值根据实际需要选取，选取较大的阈值则关联域较小，否则建立更大的关联域，提高了准确度的同时也增加了工作量。特别地，在一个具体实施方式中，网络结构改变前后节点自阻抗变化率的所述预定阈值为5％。

潮流转移的实质是线路过负荷，线路过负荷将导致后备保护的误动，后备保护的调整虽然可以消除误动，防止潮流转移的进一步蔓延，但并没有从根本上解决问题，只有采取相应的负荷控制措施消除线路上的过负荷，才能使系统恢复或进入新的稳定运行状态。可见若要通过区域计算分析来解决潮流转移的相关问题，该区域必须包含应用于后备保护整定调整和线路过负荷控制这两方面计算的完整信息。构建保护关联域，即寻求一个能满足上述两方面要求的最小区域。

如图2所示，构建关联域的第一步是选择主干线路，而主干线路的选取依赖于节点的选取，即挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内。

在一个具体实施方式中，所述确定自阻抗的变化率表达式为：

${\mathrm{\ϵ}}_i=\frac{Z_{\mathrm{ii}}^{\′}-Z_{\mathrm{ii}}}{Z_{\mathrm{ii}}}\×100\%$

其中ε_i为节点i的自阻抗变化率，

Z_ii′和Z_ii分别为网络结构改变后和之前节点i的自阻抗。

确定了自阻抗变化率大于预定阈值的节点后，将与这些节点相连接的线路选入关联域中，计算在网络结构改变的后线路有功功率的输送情况，对有功功率越限的线路进行标记。

接下来进行关联线路的选取，关联线路的选取使用两种方式，分别是后备保护关联方式和负荷控制关联方式。

其中后备保护关联方式旨在获取与后备保护整定调整相关的信息，完成整定调整需要的信息包括：

电网结构改变前的III段整定阻抗，可根据线路安装的继电器读取数据获得；

电网结构改变后的线路视在阻抗，可根据PMU信息获取；

电网结构改变后的最大短路阻抗，可根据故障计算获取。

其中，当短路点位于距离III段覆盖范围内最远距离时保护安装处有最大短路阻抗，因此将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路。

另外，负荷控制关联方式旨在消除线路的过负荷，使系统恢复稳定运行状态。负荷控制的常用措施以切机和切负荷为主，完成负荷控制需要的信息包括：

电网结构改变后各相关节点、线路的潮流分布，可根据网络方程部分修正算法计算得到，也可以根据PMU信息快速进行潮流计算获取；

可调整出力的发电机信息，可调整应力的负荷节点，可根据电气距离就近选取；

线路负荷的传输方向，可根据是否为关联参考方向判断。

其中，考虑负荷控制过程的优化与合理性，应选取尽可能多的发电机节点和负荷节点，因此将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内。

通过后备保护关联方式和负荷控制关联方式，将一部分线路选定为关联线路，一并并入关联域内。

如图3所示，所述调度中心决策模块的运行方式中利用WAMS主站信息发送数据至调度中心工作台，并进行整定调整、负荷控制等，进行有效的线路保护。

在本发明的一个具体实施方式中，所述后备保护的动态调整主要用于完成定值的快速整定，以满足电力系统新建工程和技术改造工程以及系统分析的需要。动态调整功能是在对大区域联网的大规模电网有快速、精确计算能力的基础上实现的，根据确定的整定规则将相应的线路最值及系数换算为保护整定值。后备保护动态调整模块依托于WAMS同步测量数据，具有实时监测功能，随着系统运行方式的改变能够自主的调整输电线路保护的整定值，使其更好的适应电网的运行方式。如图4所示，后备保护动态调整模块具体的工作流程为：

①确定系统运行方式，选取整定调整区域；

②计算区域内与保护相关的最值及系数；

③读取整定规则，求解整定中间值；

④系统稳定则结束。否则，继续；

⑤在时延t后，返回②。

在本发明另外一个实施方式中，线路的过负荷控制模块是通过发电机减出力和负荷减载实现的，控制完成后线路的负荷电流会减小，而距离保护III段的整定与线路输送的最小负荷阻抗(即最大负荷电流)有关。现有技术的过负荷紧急控制方法通过切机切负荷实现，仅追踪系统频率或者电压的稳定，无法兼顾后备保护的可靠性。

如图5所示，横轴为时间轴，纵轴为关联域内所有线路有功功率越限总额。零时刻之前线路处于正常运行状态，零时刻线路受潮流转移影响进入了过负荷状态。过负荷阶梯控制模块的工作方式如下：

①在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；

②在0.5+t秒内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；

③在0.5+t时刻下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；

④系统稳定则结束；否则，继续。

⑤在时延t后，返回②。

从图5中可以看出，过负荷的阶梯调整可能有多次调整，即经过多次时延t后，最终返回正常运行状态。在防连锁跳闸过程中，母线处有功功率分配示意图如图6所示。

另外，本发明的实施方式中包括一种防连锁跳闸方法，所述方法包括以下步骤：

A、构建关联域；

B、实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

所述方法中，构建关联域包括：

A1、挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；

A2、根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；

其中，所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；

而所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；

所述实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制包括：

调度中心决策为通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；

所述后备保护的动态调整为根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；

所述线路过负荷的阶梯控制为根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

特别地，区分节点自阻抗变化率的所述预定阈值为5％。

其中，所述根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：

确定系统运行方式，选取整定调整区域；

计算区域内与保护相关的最值及系数；

读取整定规则，求解整定中间值；

系统稳定则结束，否则预定时延后再次计算区域内与保护相关最值及系数。

另外，所述根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案包括：

在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；

在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；

在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；

如果系统稳定则结束；否则在预定时延后，重新选定负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

以下通过更加具体的示例来说明本发明的工作方式和技术效果，但这些示例仅仅是示范性的，不能理解为对本发明保护范围本身造成了何种限制。

本发明一个具体实施方式的应用系统采用新英格兰10机39节点测试系统进行说明，该测试系统的拓扑结构如图7所示。假设T₁时刻切除新英格兰系统中正在运行的线路11，电网结构发生了改变。首先进行主干线路的选取，T₁时刻前后系统中各个节点的自阻抗变化率大于5％的节点编号为6、7、8、9、31，选取与以上节点相连接的线路构成主干线路，所选主干线路编号为9、10、12、13、14、15、37，如图7所示。

然后进行后备保护关联线路的选取。考虑距离保护III段作为远后备覆盖至相邻线路的下一级，选择主干线路中的边缘线路进行延伸，线路15延伸至线路1，线路9延伸至线路5，线路12延伸至线路38，选取延伸线路作为后备保护关联线路用于模拟故障计算，所选后备保护关联线路编号为1、2、5、7、16、38，如图7中的线路号所示。

最后进行负荷控制关联线路的选取。按照关联原则，先将与主干线路和后备保护关联线路直接相连的发电机节点和负荷节点全部选入关联域内，具体包括编号为31、32、39的发电机节点，编号为3、4、7、8、31、39的负荷节点；然后将与边缘线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点，通过最小传输路径并入关联域内，具体包括编号为30的发电机节点，编号为12的负荷节点，编号为35、44的传输线路，如图7中的线路号所示。

最终构建的关联域为图7中虚线所围的区域，利用关联域区域内的信息，可以完成防连锁跳闸子系统所需要进行的全部功能。

根据图7中所示的关联域，应用统一协调式防连锁跳闸子系统进行后备保护调整动态调整和过负荷阶梯控制。T₁时刻前后关联域内线路有功功率分布情况如图8所示。

从图8中可以看出，T₁时刻后，线路9、10、13上出现了有功功率越限。以线路9、10、13为例，应用统一协调式防连锁跳闸子系统进行处理。

在T₁时刻后时延0.5s内进行第一轮后备保护整定值调整。系统额定频率为60赫兹，0.5s内对应为29个周波，对T₁时刻后的29个周波进行动态计算。

线路9、10、13分别在T₁时刻后的第24、22、14个周波时有最大输送负荷，使用距离后备保护整定值自适应调整方案。

整定值调整完成后，进行线路过负荷控制，考虑10％的功率输送裕度，线路9、10、13的过负荷控制需求如图9所示。

根据就近原则，参与线路9、10、13的过负荷控制的发电机节点编号为31，负荷节点编号为4、7、8，由于在IEEE-39节点标准示例中，节点31作为平衡节点，有功出力设定为无穷大，考虑算例的通用性，令平衡节点不参与过负荷控制过程。因此实际参与控制的节点编号为4、7、8，过负荷控制方案如图10所示。

从图10中可以看出，进行第一轮线路过负荷控制后，线路10、线路13上的过负荷情况得到了有效的控制，有功功率的变化量与期望目标基本吻合，线路过负荷情况消失；而线路9上的有功功率变化值并没有达到预期效果，线路9依然处于过负荷状态，这是因为在节点标号为31的发电机节点没有参与过负荷控制。在实际情况中，平衡节点应根据需求参负荷控制工作，因此该实施例的验证并不影响本发明所述方案的有效性。

从总体的过负荷控制结果来看，过负荷控制基本达到了预期目的，线路上的过负荷情况得到了有效的抑制。假设在T₂时刻系统完成第一轮过负荷控制工作，第二轮后备保护整定值调整工作将立刻开始。

在T₂时刻后时延0.5s内进行第二轮后备保护整定值调整。系统额定频率为60赫兹，0.5s内对应为29个周波，对T₁时刻后的29个周波进行动态计算。

图10是本示例系统的过负荷控制需求表，图11是本示例系统的过负荷控制方案表。

线路9、10、13分别在T₂时刻后的第29、1、7个周波时有最大输送负荷，使用距离后备保护整定值自适应调整方案，相关数据图12所示。

图13是本示例系统的后备保护整定值调整表。

从表图8和图12的先后两轮后备保护整定值调整可以看出，第一轮调整将整定圆进行收缩，从而能够应对潮流转移引起的线路过负荷，确保距离保护III段不发生误动。第二轮调整将整定圆进行放大，与线路的过负荷控制措施配合，提高保护的灵敏性。

第二轮整定值调整完成后，进行第二轮线路过负荷控制。在第一轮线路过负荷控制已经切除了线路上的大部分过载功率，此时相关线路不再处于明显过载状态。因此第二轮负荷控制应以恢复系统的稳定性为主，追踪系统电压、频率等稳定性指标进行控制。经过若干轮后备保护调整与过负荷控制配合的交替过程后，系统恢复稳定运行状态，防连锁跳闸策略执行结束。

因此，本发明主要针对如何构建能够应对潮流转移的防连锁跳闸策略，以调度中心为决策中枢，将保护与控制集成为统一协调的整体。一方面是利用广域信息提升传统保护的能力，另一方面是加强三道防线在应用上的紧密性，最终实现集保护与控制一体化的统一协调式防连锁跳闸策略，与潮流转移的传递过程在时间轴上同步。

需要说明的是，上述实施方式仅为本发明较佳的实施方案，不能将其理解为对本发明距离保护范围的限制，在未脱离本发明构思前提下，对本发明所做的任何微小变化与修饰均属于本发明的距离保护范围。

Claims (10)

1.一种防连锁跳闸系统，所述系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中，

关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；

统一协调式防连锁跳闸子系统，用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

2.根据权利要求1中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述关联域构建子系统包括互连的主干线路选取模块和关联线路选取模块；

所述统一协调式防连锁跳闸子系统包括顺序相连的调度中心决策模块、后备保护动态调整模块和线路过负荷阶梯控制模块；

所述主干线路选取模块用于挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；

所述关联线路选取模块用于根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；

所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；

所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；

所述调度中心决策模块通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；

所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；

所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

3.根据权利要求2中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述预定阈值为5％。

4.根据权利要求2中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：

确定系统运行方式，选取整定调整区域；

计算整定调整区域内与保护相关的最值及系数；

读取整定规则，求解整定中间值；

系统稳定则结束，否则在预定时延后，再次计算区域内与保护相关的最值及系数。

5.根据权利要求2中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案包括：

在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；

在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；

在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；

如果系统稳定则结束；否则在预定时延后，重新选定负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

6.一种防连锁跳闸方法，所述方法包括以下步骤：

A、构建关联域；

B、实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

7.根据权利要求6中所述的防连锁跳闸方法，其特征在于，

所述构建关联域包括：

A1、挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；

A2、根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；

其中，所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；

而所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；

所述实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制包括：

调度中心决策为通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；

所述后备保护的动态调整为根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；

所述线路过负荷的阶梯控制为根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。

8.根据权利要求7中所述的防连锁跳闸方法，其特征在于，所述预定阈值为5％。

9.根据权利要求7中所述的防连锁跳闸方法，其特征在于，所述根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：

确定系统运行方式，选取整定调整区域；

计算区域内与保护相关的最值及系数；

读取整定规则，求解整定中间值；

系统稳定则结束，否则预定时延后再次计算区域内与保护相关最值及系数。

10.根据权利要求7中所述的防连锁跳闸方法，其特征在于，所述根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案包括：

在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；

在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；

在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；

如果系统稳定则结束；否则在预定时延后，重新选定负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。