CN108390353B - 一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法，属于电网继电保护定值配置方法技术领域。技术方案是：通过定值整定计算应用软件及调度自动化平台的网络部署模式，研究其数据的交互通道，对电网的实时运行数据的采集，分析数据的技术特点，再分离复杂的电网网架层级；依据整定规范设计原理特征库，通过专家知识库的机理构建两者的融合关系，最后通过遗传算法开展原理级定值调优技术的研究。本发明的有益效果是，从大电网整体角度提供新的技术方案和继电保护整定手段，有利于分析各个小电网特点，从继电保护方面来降低电网运行风险，降低了调整难度，能最大化发挥定值的性能。

Description

一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法
技术领域
本发明涉及一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法，属于电网继电保护定值配置方法技术领域。
背景技术
随着高压电网快速发展，电网基建、电源送出、电网改造项目大量投产。加之智能电网建设带来的网络重构、分布式电源接入，电网非正常运行方式明显增多，如何从全电网角度考虑后备保护定值的配合合理性成为当前整定计算工作面临的巨大挑战。
继电保护装置是电力系统最重要的二次设备之一，是电力系统安全运行的保障。但凡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直接或间接的关系。因此，合理配置继电保护定值，提高整定和校核的快速性和准确性，提高继电保护运行管理水平，对于满足电力系统安全稳定运行具有十分重要的意义。
现阶段，继电保护整定计算辅助软件已经能够成熟的应用了图形化操作技术，界面图形化的电力系统短路计算智能系统。部分的建设了各种专家知识库，引入专家经验解决最优保护定值的选择问题，使得计算机辅助整定计算软件遵循最优化原则确定的整定值更加可靠。
继电保护定值在线校核系统的建设成为电力系统自动化发展的重要方向之一。继电保护定值在线校核系统通常采用EMS系统的一次设备模型与拓扑，从整定计算系统中获取零序参数、互感参数以及二次系统模型，从故障信息系统和定子管理系统获取运行定值，通过快速的在线计算，校核定值是否满足实际运行方式下灵敏度和选择性要求。
发明内容
本发明目的是提供一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法，基于潮流分布分离大电网层级，基于电网层级匹配整定方案，基于电网层级把失配点放在次要电网，从大电网整体角度提供新的技术方案和继电保护整定手段，有利于分析各个小电网特点，从继电保护方面来降低电网运行风险，降低了调整难度，能最大化发挥定值的性能，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法，包含以下步骤：（1）开始，启动流程；（2）从SG-OSS平台获取QS潮流数据文件，对其数据进行解析；根据数据解析的结论用一定的方法划分电网网架层级；（3）通过专家知识库设计整定计算原理特征库；（4）电网网架层级与原理特征库中的整定方案做逐一匹配；（5）按电网重要层级由内到外设计整定逻辑；（6）初次整定，再通过遗传算法进行定值调优；（7）结束，本流程全部结束。
所述潮流数据解析包含以下流程：（1）开始，启动流程；（2）从SG-OSS平台获取N份（样本）QS文件；（3）按顺序从N份样本中找出第一份数据；（4）对第一份数据按一定的规则对每份数据做初始处理，规则如下：a）删除线路任意一侧的数据，认为首末端的承载功率大小一样；b）删除同始同终双回线的任意一条数据，认为双回线的承载功率大小一致；（5）按步骤（4）处理完数据后对剩下的数据用四分位法分层，保存本次分析分层结果，本次数据分析结束。再回到步骤（3）循环第二份数据，得到结论，直到循环完N份数据；（6）对每份独立文件数据得到设备层级的结论用最小二乘法拟合确认最终的结论；（7）结束，本流程全部结束。
所述按电网重要层级由内到外设计整定逻辑包含以下流程：（1）开始，启动流程；（2）对第一级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算；（3）对第二级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能；（4）对第三级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网、第二级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能，其次保证第二级电网的定值性能；（5）对第四级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网、第二级电网、第三级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能，其次保证第二级电网的定值性能，再次保证第三级电网的定值性能；（6）结束，本流程全部结束。
本发明的有益效果是：提出新的全网后备保护定值整定计算新方法，从大电网整体角度提供新的技术方案和继电保护整定手段；利用电网潮流分布逐级递降的特点分离电网层级，大电网拆分成若干个小电网，有利于分析各个小电网特点；基于优先保障重要枢纽线路为整定计算起点，按设备重要程度把失配点放在次要的电网层级，从继电保护方面来降低电网运行风险；从小电网开始调整定值，降低了调整难度，能最大化发挥定值的性能。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明的潮流数据解析流程图；
图3是本发明的按电网重要层级由内到外整定逻辑流程图；
图4是本发明的一次电网设备信息及定值信息标准编号示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
1、本发明主要从电网潮流分布、定值整定智能化角度研究距离保护定值简便快速整定新方法。通过定值整定计算应用软件及调度自动化平台（简称：SG-OSS平台）的网络部署模式，研究其数据的交互通道，对电网的实时运行潮流数据（简称QS数据文件）的采集，分析数据的技术特点，再分离复杂的电网网架层级；依据整定规范设计原理特征库，通过专家知识库的机理构建两者的融合关系，最后通过遗传算法开展原理级定值调优技术的研究。
基于潮流分布的高压环网距离保护定值整定方法的流程如图1，总体流程说明如下：
（1） 开始：启动流程；
（2） 从SG-OSS平台获取QS潮流数据文件，对其数据进行解析；
根据数据解析的结论用一定的方法划分电网网架层级；
（3） 通过专家知识库设计整定计算原理特征库；
电网网架层级与原理特征库中的整定方案做逐一匹配；
（4） 按电网重要层级由内到外设计整定逻辑；
（5） 初次整定，再通过遗传算法进行定值调优；
（6）结束：本流程全部结束。
2、潮流数据解析流程
数据来源，整定计算应用软件部署于电力局域网安全Ⅲ区，电网调度自动化平台（简称：SG-OSS平台）部署于Ⅱ区，网络上存在物理隔离，需基于电网调度自动化平台研究其数据交互技术，满足软件间的各类数据交互。从整定计算应用软件获取电网模型，从SG-OSS平台获取历史潮流分布数据包（简称：QS潮流数据文件），基于历史潮流分布数据统计线路的输送功率状况。由于潮流分布在不同年份、不同季节的数量级数会有较大的差异，因此设备的潮流分布做定性数据分析，不做定量数据分析。
潮流数据解析流程如图2，流程说明如下：
（1） 开始：启动流程；
（2） 从SG-OSS平台获取N份（样本）QS文件；
（3） 按顺序从N份样本中找出第一份数据；
（4） 对第一份数据按一定的规则对每份数据做初始处理，规则如下：
1） 删除线路任意一侧的数据，认为首末端的承载功率大小一样；
2） 删除同始同终双回线的任意一条数据，认为双回线的承载功率大小一致；
（5） 按步骤（4）处理完数据后对剩下的数据用四分位法分层，保存本次分析分层结果，本次数据分析结束。再回到步骤（3）循环第二份数据，得到结论，直到循环完N份数据；
（6） 对每份独立文件数据得到设备层级的结论用最小二乘法拟合确认最终的结论；
（7）结束：本流程全部结束。
3、按电网层级由内到外整定逻辑流程
根据行业内高压电网的整定规范建立专家整定方案库，建立专家整定方案库的目的就是用来与分离完成的层级电网匹配。后备保护以三段式的保护原理为分析案例，三段的取值规则及原理不同，且不同层级的电网距离保护定值取值偏向性也不同，在三段式中配合段再依据电网层级进一步细化整定方案，如第一级电网层要求必须完全满足配合关系，不允许存在失配点，那么在与第二级电网线路配合时可优先不考虑其配合关系，优先保障第一级电网的定值要求。通过数据分析，一个复杂的大电网可以拆分成几个简单的小规模的电网，那么对小规模的电网做距离保护的整定计算通过专家经验及编码逻辑很容易实现全网的定值达到最优。一次电网设备信息及定值信息标准编号如图4。
按电网层级由内到外整定逻辑流程如图3，流程说明如下：
（1） 开始：启动流程；
（2） 对第一级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算；
（3） 对第二级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能；
（4） 对第三级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网、第二级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能，其次保证第二级电网的定值性能；
（5） 对第四级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网、第二级电网、第三级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能，其次保证第二级电网的定值性能，再次保证第三级电网的定值性能；
（6） 结束：本流程全部结束。
提出新的全网后备保护定值整定计算新方法，从大电网整体角度提供新的技术方案和继电保护整定手段；利用电网潮流分布逐级递降的特点分离电网层级，大电网拆分成若干个小电网，有利于分析各个小电网特点；基于优先保障重要枢纽线路为整定计算起点，按设备重要程度把失配点放在次要的电网层级，从继电保护方面来降低电网运行风险；从小电网开始调整定值，降低了调整难度，能最大化发挥定值的性能。

Claims (2)

1.一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法，其特征在于包含以下步骤：（1）开始，启动流程；（2）从SG-OSS平台获取QS潮流数据文件，对其数据进行解析；根据数据解析的结论用一定的方法划分电网网架层级；（3）通过专家知识库设计整定计算原理特征库；（4）电网网架层级与原理特征库中的整定方案做逐一匹配；（5）按电网重要层级由内到外设计整定逻辑；（6）初次整定，再通过遗传算法进行定值调优；（7）结束，本流程全部结束；
所述潮流数据解析包含以下流程（1）开始，启动流程；（2）从SG-OSS平台获取N份QS文件；（3）按顺序从N份样本中找出第一份数据；（4）对第一份数据按一定的规则对每份数据做初始处理，规则如下：a）删除线路任意一侧的数据，认为首末端的承载功率大小一样；b）删除同始同终双回线的任意一条数据，认为双回线的承载功率大小一致；（5）按步骤（4）处理完数据后对剩下的数据用四分位法分层，保存本次分析分层结果，本次数据分析结束；再回到步骤（3）循环第二份数据，得到结论，直到循环完N份数据；（6）对每份独立文件数据得到设备层级的结论用最小二乘法拟合确认最终的结论；（7）结束，本流程全部结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于潮流分布的高压环网后备定值整定方法，其特征在于：所述按电网重要层级由内到外设计整定逻辑包含以下流程（1）开始，启动流程；（2）对第一级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算；（3）对第二级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能；（4）对第三级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网、第二级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能，其次保证第二级电网的定值性能；（5）对第四级电网对照已经完成匹配的整定方案进行计算，当与第一级电网、第二级电网、第三级电网定值配合出现失配时，则优先保证第一级电网的定值性能，其次保证第二级电网的定值性能，再次保证第三级电网的定值性能；（6）结束，本流程全部结束。
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