CN109884445B - 短路电流控制用参数整定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供分别适用于投入阶段和退出阶段的短路电流控制用参数整定方法及装置。该适用于投入阶段的短路电流控制用参数整定方法，包括：逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，母线电压为U1Ki。本发明提供的短路电流控制用参数整定方法及装置，整定针对支路短路故障时母线电压的特征量，整定得到的参数在虚警和误动作之间具有较好的平衡。

Description

短路电流控制用参数整定方法及装置

技术领域

本发明属于电力系统安全稳定控制领域，涉及一种短路电流控制用参数整定方法及装置。

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大、联网规划的实施和电网的逐步加强，电力系统中短路电流水平逐年增大。目前，我国次一级电压电网短路电流水平超标现象已经比较普遍，已成为电网规划、运行面临的重要问题，局部地区的短路电流问题，已经成为决定电网规划方案和运行方式制定的关键因素。

目前在电网运行阶段，主要采取拉线、出串、加装串抗等限制短路电流的措施，这些局部临时性措施量大、面广，削弱运行电网的结构与可靠性，对跨区直流的输电能力构成制约。

发明内容

本发明提供一种短路电流控制用参数整定方法及装置，以解决目前短路电流控制时响应不及时、虚警率高的问题。

第一方面，本发明提供了一种短路电流控制用参数整定方法，包括：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，母线电压为U1Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

具体地，所述的参数整定方法，还包括：

确定所述待实时控制短路电流的电力系统中的下降侧母线电压阈值U1为全部的母线电压U1Ki中的最小值，如下式：

U1＝min(U1K1，U1K2，·····，U1KN)。

具体地，所述的参数整定方法，

所述对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：

在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；

从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：

在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，记录母线电压U1Ki。

第二方面，本发明提供了一种短路电流控制用参数整定装置，包括：

母线电压确定模块，用于：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，母线电压为U1Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

具体地，所述的参数整定装置，还包括：

仿真模型确定模块，用于：

根据获取的待实时控制短路电流的电力系统的拓扑结构，建立仿真模型；

所述母线电压确定模块，还用于：

利用所述仿真模型，通过仿真工具逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验。

第三方面，本发明提供了一种短路电流控制用参数整定方法，包括：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；

在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障后，将短路电流消纳支路投入到电网；所述短路电流消纳支路为一与母线可控地连接或断开的并联分流线路；

在支路Ki中的故障保护开关断开后，记录母线电压U2Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

具体地，所述的参数整定方法，还包括：

确定所述待实时控制短路电流的电力系统中的上升侧母线电压阈值U2为全部的母线电压U2Ki中的最小值，如下式：

U2＝min(U2K1，U2K2，·····，U2KN)。

具体地，所述的参数整定方法，

所述对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：

在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；

从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：

在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，确定最大安全距离短路点KiLi。

第四方面，本发明提供了一种短路电流控制用参数整定装置，包括：

母线电压确定模块，用于：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；

在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障后，将短路电流消纳支路投入到电网；

在支路Ki中的故障保护开关断开后，记录母线电压U2Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

具体地，所述的参数整定装置，还包括：

仿真模型确定模块，用于：

根据获取的待实时控制短路电流的电力系统的拓扑结构，建立仿真模型；

所述母线电压确定模块，还用于：

利用所述仿真模型，通过仿真工具逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验。

本发明提供的短路电流控制用参数整定方法及装置，通过三相短路试验，基于母线电压在支路短路故障前后的变化趋势，整定针对支路短路故障时母线电压的特征量，整定得到的参数在虚警和误动作之间具有较好的平衡。根据该整定参数，能够确保在短路故障前后及时投入短路电流措施与可靠退出，以有效降低短路点的短路电流水平，确保故障保护开关可靠地断开并隔离故障，以及使得系统尽快恢复到正常状态。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明优选实施方式的短路电流控制用参数整定方法的流程示意图；

图2是本发明另一优选实施方式中的短路电流控制用参数整定方法的流程示意图；

图3是根据本发明优选实施方式的短路电流控制用参数整定方法实现的短路电流实时控制装置的组成及工作示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

目前，次一级电压电网短路电流水平超标现象已经比较普遍。在图3所示的变电站等厂站的交流母线上的任一支路发生短路故障时，需要及时采用限制短路电流的措施，以保证故障保护开关可靠断开，及时隔离故障。

本发明提供短路电流控制用参数整定方法及短路电流实时控制装置。基于该短路电流控制用参数整定方法确定的参数，该短路电流实时控制装置在任一支路发生短路故障时，能够及时采用限制短路电流的措施，有效降低短路点的短路电流水平，保障保护开关可靠断开并隔离故障，从而为电网正常运行提供足够大的短路容量，保证电网安全稳定运行；在任一支路的短路故障隔离后，能够及时将限制短路电流的措施退出，使得系统尽快恢复到正常状态。

如图1所示，本发明优选实施方式的短路电流控制用参数整定方法，包括：

步骤S10：逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，母线电压为U1Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

通过优化各厂站中的测控装置的配置，可以根据上述母线电压U1Ki，针对各支路的短路故障，分别独立地控制短路电路消纳支路的投入。

而为了减少各厂站中的测控装置的配置地复杂程度，采用统一的母线电压阈值；针对各支路的短路故障，采用该统一的母线电压阈值控制短路电路消纳支路的投入。

具体地，所述的参数整定方法，还包括：

步骤S20：确定所述待实时控制短路电流的电力系统中的下降侧母线电压阈值U1为全部的母线电压U1Ki中的最小值，如下式：

U1＝min(U1K1，U1K2，·····，U1KN)。

具体地，所述的参数整定方法，

所述对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：

在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；

从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：

在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，记录母线电压U1Ki。

应该理解为，所述待实时控制短路电流的电力系统中，支路Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流可以相同也可以不同。

具体地，该参数整定方法中，

所述母线电压U1Ki，为：

三相电压中有效值的最小值；或

三相电压中有效值的最大值；或

连续N个测量周期中各相电压的几何平均值。

如图2所示，本发明另一个优选实施方式的短路电流控制用参数整定方法，包括：

步骤S100：逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；

步骤S200：在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障后，将短路电流消纳支路投入到电网；所述短路电流消纳支路为一与母线可控地连接或断开的并联分流线路；

在支路Ki中的故障保护开关断开后，记录母线电压U2Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

通过优化各厂站中的测控装置的配置，可以根据上述母线电压U2Ki，针对各支路的短路故障，分别独立地控制短路电路消纳支路的退出。

而为了减少各厂站中的测控装置的配置复杂程度，采用统一的母线电压阈值；针对各支路的短路故障，采用该统一的母线电压阈值控制短路电路消纳支路的退出。

具体地，所述的参数整定方法，还包括：

步骤S300：确定所述待实时控制短路电流的电力系统中的上升侧母线电压阈值U2为全部的母线电压U2Ki中的最小值，如下式：

U2＝min(U2K1，U2K2，·····，U2KN)。

具体地，所述的参数整定方法，

所述对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：

在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；

从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：

在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，确定最大安全距离短路点KiLi。

应该理解为，所述待实时控制短路电流的电力系统中，支路Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流可以相同也可以不同。

具体地，该参数整定方法中，

所述母线电压U2Ki，为：

三相电压中有效值的最小值；或

三相电压中有效值的最大值；或

连续N个测量周期中各相电压的几何平均值。

如图3所示，短路电流消纳支路装设于一个待检测的厂站的(如变电站)的母线上。该短路电流消纳支路包括可控地与母线连接或脱离的电力电子开关器件10、与该电力电子开关器件串联的电抗器20，其中，电抗器20可靠地接地。

该短路电流消纳支路等同于一个在电网发生短路故障时可受控地连接到母线的并联分流支路。具体地，在电网发生短路故障之前，该短路电流消纳支路从电网中退出，或从母线取得的电流值近似为零。

在电网发生短路故障后，该短路电流消纳支路受控地投入到电网中，在短路支路的保护开关尚未断开之前，从母线取得较大的第一电流值；在短路支路的保护开关断开之后，从母线取得较大的第二电流值，其中，第二电流值大于第一电流值。

在短路支路的保护开关可靠地断开之后，短路故障被隔离。这时，该短路电流消纳支路需要受控地从电网中退出，或从母线取得的电流值近似为零。

根据本发明优选实施方式的短路电流控制用参数整定方法实现的短路电流实时控制装置控制该短路电流消纳支路从母线上脱离(也包括从母线取得的电流值近似为零的情形)，从而能够在电力系统中的短路故障隔离后，及时将该短路电流消纳支路从电力系统中退出，降低短路故障期间的措施量，保证电网安全稳定运行。

应该理解为，图3中示出的短路电流消纳支路等同于一个可控地连接到母线或与母线脱离连接的电抗器。控制该电抗器连接到母线或与母线脱离连接的电力电子开关器件多种多样，该电力电子开关器件与电抗器的电气连接方式多种多样，均为本领域技术人员所公知，这里不再赘述。

通常，以单个厂站为最小单位，部署该短路电流消纳支路和相应的短路电流控制装置。这时，该短路电流消纳支路的元件特性和参数、该短路电流控制装置的参数和控制逻辑分别与该单个厂站相适配。

如图3所示，本发明优选实施方式的短路电流控制用参数整定方法及短路电流实时控制装置可以覆盖一个厂站母线出口处所有的支路及其保护开关。

该厂站内任一支路上发生短路故障及故障隔离前后，在保护开关闭合、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的第一阶段，双向晶闸管接入的工作电流的数值低于额定电流I₁；在保护开关断开、双向晶闸管闭合(这时，该短路电流消纳支路投入到电网中)的第二阶段，双向晶闸管接入的工作电流高于过流电流I₂；在保护开关断开、双向晶闸管(这时，该短路电流消纳支路从电网中退出)断开的第三阶段，双向晶闸管接入的工作电流的数值远低于额定电流I₁。

具体地，在短路故障发生时，该短路电流实时控制装置控制该短路电流消纳支路投入到电网中；在短路故障被隔离后，该短路电流实时控制装置控制该短路电流消纳支路从电网中退出。

其中，在短路故障发生时，短路电流实时控制装置根据获取的保护开关的过流状态信号和母线电压水平来生成短路电流消纳支路投入指令。

其中，在短路故障被隔离后，短路电流实时控制装置根据母线电压水平来生成短路电流消纳支路退出指令。

具体地，在短路故障发生时，短路电流实时控制装置比较母线电压水平与下降侧电压阈值的大小关系；在母线电压水平小于下降侧电压阈值时，生成短路电流消纳支路投入指令。

具体地，在短路故障被隔离后，短路电流实时控制装置比较母线电压水平与上升侧电压阈值的大小关系；在母线电压水平大于上升侧电压阈值时，生成短路电流消纳支路退出指令。

以下结合图3，具体说明整定下降侧电压阈值的步骤。假设图3中与变电站母线相连的支路共有N个，每一条支路上设置有一个保护开关，依次记作K1、K2、·····、KN。

步骤11：针对图3中厂站的拓扑结构，建立仿真模型。

步骤12：通过仿真工具，利用仿真模型，在保护开关K1所在支路进行三相短路实验，确定保护开关K1可以独立地开断的距离母线出口处最近的短路点及对应的母线电压值。

具体地，通过仿真工具(如电力仿真工具软件)，在保护开关K1所在支路的各个位置(记各位置处距离母线出口的距离依次为K1L1，K1L2，其中，K1L1大于K1L2)进行三相短路实验：

1、在仿真开始时，设置故障位置距离母线出口处的长度为线路全长的50％，此为初始位置。

2、从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验。在每轮次的短路实验中，如果流经K1的短路电流小于K1可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少线路全长的1％，作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

3、直到在某个轮次的短路实验中，流经K1的短路电流大于K1可开断的最大短路电流，则停止短路实验。记录此时变电站的母线电压为U1K1。

可以看出，以上各轮次的短路实验，采用的是等步长步进减少短路点与母线出口处距离的方法。

鉴于该母线为交流母线，具体地，U1K1可以为三相电压中有效值的最小值。

具体地，U1K1可以为三相电压中有效值的最大值。

具体地，U1K1可以为三相电压中有效值的中值或数学平均值。

具体地，U1K1可以为三相电压中各相电压的最小值、最大值、中值或几何平均值等各种数值的组合。

在具体实施例，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

通过以上步骤，确定了K 1所在的支路发生短路故障时，保护开关K1可以独立地开断的距离母线出口处最远的短路点，也即最大的安全距离。

也即，短路故障点距离母线出口处越近，则该支路中可能产生的短路电流越大。短路故障点距离母线出口处越近，母线电压的降幅越大。

若短路点距离母线出口处小于该安全距离，则保护开关不能安全断开，需要向电网中投入短路电流消纳支路来分流，以减小该故障支路中的短路电流。

步骤13：通过仿真工具，利用仿真模型，对其余保护开关K2到KN所在支路重复步骤12，分别确定保护开关K2到KN可以独立地开断的距离母线出口处最远的短路点及对应的母线电压。

具体地，在仿真工具中，对于其余K2到KN的保护开关所在支路，重复步骤12，依次得到U1K2到U1KN。

步骤14：确定适用于整个厂站的下降侧电压阈值U1

为避免短路电流消纳支路频繁投入，以最低保障为原则，确定适用于整个厂站的下降侧电压阈值U1为U1K1到U1KN中的最小值，如下式：

U1＝min(U1K1，U1K2，·····，U1KN)

应该理解为，以上步骤中，并不限定仿真必须从K1开始；只要针对全部的支路进行三相短路实验即可。

若确定的下降侧电压阈值U1为U1K1，则其他支路确定的U1K2，·····，U1KN均大于U1K1。

也即，针对整个厂站，只有在母线电压下降到U1时，短路电流消纳支路才会投入到电网中，进行短路电流分流。

对K1所在支路而言，响应最快，最有效。而针对其他支路i，则只有在短路点比最大安全距离更接近母线出口处，母线电压越过U1Ki后继续下降至下降侧电压阈值U1时，短路电流消纳支路才会投入到电网中，进行短路电流分流。

鉴于该母线为交流母线，具体地，U1K1，U1K2，·····，U1KN可以为三相电压中有效值的最小值。

具体地，可以为三相电压中有效值的最大值。

具体地，可以为三相电压中有效值的中值或数学平均值。

具体地，可以为三相电压中各相电压的最小值、最大值、中值或几何平均值等各种数值的组合。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

应该理解为，也可以采用其他的原则，调整短路电流消纳支路投入的下降侧电压阈值。

如，以确定适用于整个厂站的下降侧电压阈值U1为U1K1到U1KN中的最大值，或中间值(Mean)，或平均值(即数学平均值)或以上至少两项的具有权重系数的组合。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

以下结合图3，具体说明整定上升侧电压阈值的步骤。

假设图3中与变电站母线相连的支路共有N个，每一条支路上设置有一个保护开关，依次记作K1、K2、·····、KN。

步骤21：针对图3中厂站的拓扑结构，建立仿真模型。

步骤22：通过仿真工具，利用仿真模型，在保护开关K1所在支路进行三相短路实验，确定保护开关K1可以独立地开断的距离母线出口处最近的短路点及对应的母线电压值。

具体地，通过仿真工具(如电力仿真工具软件)，在保护开关K1所在支路的各个位置(记各位置处距离母线出口的距离依次为K1L1，K1L2，其中，K1L1大于K1L2)进行三相短路实验：

1、在仿真开始时，设置故障位置距离母线出口处的长度为线路全长的50％，此为初始位置。

2、从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验。在每轮次的短路实验中，如果流经K1的短路电流小于K1可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少线路全长的1％，作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；

3、直到在某个轮次的短路实验中，流经K1的短路电流大于K1可开断的最大短路电流，则停止短路实验；并将短路电流消纳支路投入到电网中。在将短路电流消纳支路投入到电网中后，在获取到保护开关K1开断状态信号为断开后，记录下此时的变电站母线电压，记作U2K1。

可以看出，以上各轮次的短路实验，采用的是等步长步进减少短路点与母线出口处距离的方法。

通过以上步骤，确定了K1所在的支路在最大的安全距离处发生短路故障时，保护开关K1可靠地断开后，断路故障隔离后，母线电压的上升水平。

其基本假设是：短路故障点距离母线出口处越近，则该支路中可能产生的短路电流越大。短路故障点距离母线出口处越近，母线电压的降幅越大。若短路点距离母线出口处小于该安全距离，则保护开关不能安全断开，需要向电网中投入短路电流消纳支路来分流，以减小该故障支路中的断路电流。

短路故障点距离母线出口处越近，故障隔离前，母线电压的降幅越大；故障隔离后，在将短路电流消纳支路投入到电网中后，母线电压上升水平越小。

步骤23：通过仿真工具，利用仿真模型，对其余保护开关所在支路重复步骤22，分别确定保护开关K2到KN可以独立地开断的距离母线出口处最近的短路点及故障隔离后，对应的母线电压的上升水平。

具体地，在仿真工具中，对于其余K2到KN的保护开关所在支路，重复步骤22，依次得到U2K2到U2KN。

步骤24：确定适用于整个厂站的上升侧电压阈值U2

为避免短路电流消纳支路投入电网的时间过长，导致系统及时恢复到正常状态，确定适用于整个厂站的上升侧电压阈值U2为U2K1到U2KN中的最小值，如下式：

U2＝min(U2K1，U2K2，·····，U2KN)

应该理解为，以上步骤中，并不限定仿真必须从K1开始；只要针对全部的支路进行三相短路实验即可。

若确定的上升侧电压阈值U2为U2K1，则其他支路确定的U2K2，·····，U2KN均大于U2K1。

也即，针对整个厂站，只要母线电压上升到U2，短路电流消纳支路就会从电网中脱离，并进入等待下一次可控地投入到电网中。

对K1所在支路而言，响应最有效。而针对其他支路i，则只要母线电压达到U2，而不需要达到U2Ki，短路电流消纳支路就会从电网中脱离。

鉴于该母线为交流母线，具体地，U2K1，U2K2，·····，U2KN可以为三相电压中有效值的最小值。

具体地，可以为三相电压中有效值的最大值。

具体地，可以为三相电压中有效值的中值或数学平均值。

具体地，可以为三相电压中各相电压的最小值、最大值、中值或几何平均值等各种数值的组合。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

应该理解为，也可以采用其他的原则，调整短路电流消纳支路退出的上升侧电压阈值。

如，以确定适用于整个厂站的上升侧电压阈值U2为U2K1到U2KN中的最大值，或中间值(Mean)，或平均值(即数学平均值)或以上至少两项的具有权重系数的组合。

在具体实施时，按照有效性、特异性等指标灵活选择即可。

在短路故障发生时，该短路电流实时控制装置控制该短路电流消纳支路投入到电网中，具体包括：

a)：根据从保护开关状态获取元件100接收的保护开关过流信号，控制元件200判断回路中是否存在一个保护开关的过流信号满足

(表示过流)，如果是，则进入下一步骤；

否则停留在本步骤，控制元件200继续接收并判断保护开关过流信号是否满足

这里应该理解为，控制元件200将从保护开关状态获取元件100接收的多个保护开关的过流信号进行逻辑或处理；只要有一个保护开关的过流信号满足

(表示过流)，就可以确定当前母线中有支路发生了短路故障。

b)：检测母线电压特征值是否低于下降侧电压阈值U1。

根据从电压获取及处理元件300接收的母线电压特征值U，控制元件200判断母线电压特征值U是否低于下降侧电压阈值U_L(也即上述的U1)，即是否满足U＜U_L；

若满足U＜U_L，则控制元件200生成短路电流消纳支路投入指令；

指令驱动元件400接收该短路电流消纳支路投入指令，并发送至短路电流消纳支路中的电力电子开关器件10，电力电子开关器件10响应于所述投入指令，将短路电流消纳支路连接到交流母线，以将所述短路电流消纳支路投入到电网中。

该短路电流消纳支路投入到电网中后，将降低短路点的短路电流水平，保障保护开关可靠断开并隔离故障，保证电网安全稳定运行。

具体地，母线电压特征值U可以为三相电压中有效值最小的

具体地，母线电压特征值U可以为三相电压中有效值最大的

具体地，母线电压特征值U可以为三相电压中有效值的中值或数学平均值。

具体地，母线电压特征值U可以为连续N个测量周期中各相电压的最小值、最大值、中值或几何平均值或以上至少两项的具有权重系数的组合。

在短路故障被隔离后，该短路电流实时控制装置控制该短路电流消纳支路从电网中退出，具体包括：

a)：根据从保护开关状态获取元件100接收的保护开关开断信号，控制元件200判断回路中是否存在一个保护开关的开断信号满足

(表示断开)，如果是，则进入下一步骤；

否则停留在本步骤，控制元件200继续接收并判断保护开关开断信号是否满足

这里应该理解为，控制元件200将从保护开关状态获取元件100接收的多个保护开关的开断信号进行逻辑与处理；只要有一个保护开关的开断信号满足

(表示断开)，就可以确定当前母线中支路上的短路故障已经被隔离。

b)：检测母线电压特征值是否高于上升侧电压阈值U2。

根据从电压获取及处理元件300接收的母线电压特征值U，控制元件200判断母线电压U是否高于上升侧电压阈值U_H(也即上述的U2)，即是否满足U＞U_H；

若满足U＞U_H，则控制元件200生成短路电流消纳支路退出指令；

指令驱动元件400接收该短路电流消纳支路退出指令，并发送至短路电流消纳支路中的电力电子开关器件10，所述电力电子开关器件响应于所述退出指令，将所述短路电流消纳支路从交流母线断开，以将所述短路电流消纳支路从电网中退出(或从母线上接收的电流近似为零)。

该短路电流消纳支路从电网退出(或从母线上接收的电流近似为零)后，将使得系统尽快恢复到正常状态。

具体地，母线电压特征值U为三相电压中有效值最小的

具体地，母线电压特征值U为三相电压中有效值最大的

具体地，母线电压特征值U为连续N个测量周期中各相电压的几何平均值。

具体实施时，保护开关状态获取元件100可以不单独设置为分立器件。控制元件200可以从智能变电站从获取各保护开关的开断状态信号或过流状态信号。

具体实施时，电压获取及处理元件300可以不单独设置为分立器件。控制元件200可以从智能变电站从获取各保护开关的开断状态信号或过流状态信号。

具体实施时，指令驱动元件400可以不单独设置为分立器件。在控制元件200的电气接口可以和电力电子开关器件10的电气接口匹配时，控制元件200可以与电力电子开关器件10直连，直接向电力电子开关器件发送短路电流消纳支路退出指令或短路电流消纳支路投入指令。

以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (8)

1.一种短路电流控制用参数整定方法，其特征在于，包括：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，记录母线电压U1Ki；确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，母线电压为U1Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

2.根据权利要求1所述的参数整定方法，其特征在于，还包括：

确定所述待实时控制短路电流的电力系统中的下降侧母线电压阈值U1为全部的母线电压U1Ki中的最小值，如下式：

U1=min(U1K1，U1K2，·····，U1KN)。

3.一种短路电流控制用参数整定装置，其特征在于，包括：

母线电压确定模块，用于：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，记录母线电压U1Ki；确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，母线电压为U1Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

4.根据权利要求3所述的参数整定装置，其特征在于，还包括：

仿真模型确定模块，用于：

根据获取的待实时控制短路电流的电力系统的拓扑结构，建立仿真模型；

所述母线电压确定模块，还用于：

利用所述仿真模型，通过仿真工具逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验。

5.一种短路电流控制用参数整定方法，其特征在于，包括：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，记录母线电压U1Ki；确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；

在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障后，将短路电流消纳支路投入到电网；所述短路电流消纳支路为一与母线可控地连接或断开的并联分流线路；

在支路Ki中的故障保护开关断开后，记录母线电压U2Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

6.根据权利要求5所述的参数整定方法，其特征在于，还包括：

确定所述待实时控制短路电流的电力系统中的上升侧母线电压阈值U2为全部的母线电压U2Ki中的最小值，如下式：

U2=min(U2K1，U2K2，·····，U2KN)。

7.一种短路电流控制用参数整定装置，其特征在于，包括：

母线电压确定模块，用于：

逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验，包括：在三相短路实验开始时，设置支路Ki中故障位置距离母线出口处的长度为预先设定的初始位置；从初始位置开始，逐轮次进行三相短路实验：在每轮次的短路实验中，如果流经Ki的短路电流小于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流，则在当前轮次的故障位置的基础上减少预先设定的数值作为下一轮次的故障位置，并继续进行三相短路实验；在某个轮次的短路实验中，流经支路Ki的短路电流等于或大于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流时，记录母线电压U1Ki；确定最大安全距离短路点KiLi，在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障时，流经Ki的短路电流等于Ki中的故障保护开关的可开断的最大短路电流；

在所述最大安全距离短路点KiLi发生短路故障后，将短路电流消纳支路投入到电网；

在支路Ki中的故障保护开关断开后，记录母线电压U2Ki；

其中，所述待实时控制短路电流的电力系统中，与母线在母线出口处相连的支路共N个，依次为K1、K2、·····、KN，每一条支路上设置有一个故障保护开关。

8.根据权利要求7所述的参数整定装置，其特征在于，还包括：

仿真模型确定模块，用于：

根据获取的待实时控制短路电流的电力系统的拓扑结构，建立仿真模型；

所述母线电压确定模块，还用于：

利用所述仿真模型，通过仿真工具逐一对待实时控制短路电流的电力系统中的支路Ki进行三相短路实验。

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