CN110212494A - 继电保护装置、方法及计算机存储介质 - Google Patents

继电保护装置、方法及计算机存储介质 Download PDF

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王飞
刘伟伟
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Abstract

本发明提供继电保护装置、方法及计算机存储介质。方法包括：获取直交流系统的输出交流电压、输出交流电流和输入直流电压、输入直流电流，获取输出交流有功功率和输入直流功率，根据输出交流有功功率和输入直流功率，判断直交流系统的内部消耗功率是否超过第一阈值，若是，确定需要对直交流系统启动保护；或者，获取交直流系统的输出直流电压、输出直流电流和输入交流电压、输入交流电流，获取输出直流功率和输入交流有功功率，根据输出直流功率和输入交流有功功率，判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值，若是，确定需要对交直流系统启动保护。本发明实现了对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。

Description

继电保护装置、方法及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及电力设备保护技术领域，特别涉及继电保护装置、方法及计算机存储介质。
背景技术
继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
目前电网针对发电机、变压器、输电线路等使用的继电保护，均针对交流电网提供保护功能。随着大功率直流设备大量出现在电网中，例如轨道交通、光伏、风电、直流充电等设备均存在交直流变换或直交流变换设备，这些设备一般在其交流侧和直流侧分别进行继电保护，因此需要多个设备和部件才能完成设备的继电保护功能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供继电保护装置，以实现对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护；
本发明还提供继电保护方法，以实现对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护；
本发明还提供计算机存储介质，以实现对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
继电保护装置，该装置包括：
一个交流电压获取器，用于获取一个被保护系统的交流端的交流电压并输出到一个第一ADC器；
一个交流电流获取器，用于获取所述被保护系统的交流端的交流电流并输出到所述第一ADC器；
一个第一ADC器，用于对所接收到的交流电压或交流电流进行模数转换后发送给处理器；
一个直流电压获取器，用于获取所述被保护系统的直流端的直流电压并输出到第二ADC器；
一个直流电流获取器，用于获取所述被保护系统的直流端的直流电流并输出到所述第二ADC器；
一个第二ADC器，用于对所接收到的直流电压或直流电流进行模数转换后发送给所述处理器；
一个处理器，用于根据所述交流电压和所述交流电流获取所述交流端的交流有功功率，根据所述直流电压和所述直流电流获取所述直流端的直流功率，并根据所述交流有功功率和所述直流功率判断所述被保护系统的内部消耗功率是否大于预设阈值，若是，则确定需要对所述被保护系统启动保护。
通过上述方案，本发明实现了对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
根据如上的继电保护装置，若所述被保护系统的输出端为交流端，输入端为直流端，所述处理器根据所述交流有功功率和所述直流功率判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过预设阈值，若是，则确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pa1-Pd1l-(1-k1)Pd1＞PT1是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pa1为所述交流有功功率，Pd1为所述直流功率，k1为设定的第一功率转换效率因子，PT1为预设第一阈值；
或者，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，所述处理器根据所述交流有功功率和所述直流功率判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过预设阈值，若是，则确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pd2-Pa2|-(1-k2)Pa2＞PT2是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pa2为所述交流有功功率，Pd2为所述直流功率，k2为设定的第二功率转换效率因子，PT2为第二阈值。
根据如上的继电保护装置，若所述交流端为三相交流电，
所述交流电压获取器获取所述被保护系统的交流端的交流电压具体为：获取所述被保护系统的交流端每一相的交流电压，
所述交流电流获取器获取所述被保护系统的交流端的交流电流具体为：获取所述被保护系统的交流端每一相的交流电流，
所述处理器获取所述交流端的交流有功功率为：根据所述被保护系统的每一相的交流电压和每一相的交流电流，分别获取每一相的交流有功功率，并将三相的交流有功功率相加，得到所述被保护系统的交流有功功率。
通过上述方案，本发明实现了对交流端为三相交流电的直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
根据如上的继电保护装置，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，且直流端为多路直流电时，
所述直流电压获取器获取所述被保护系统的直流端的直流电压为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电压，
所述直流电流获取器获取所述被保护系统的直流端的直流电流为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电流，
所述处理器获取所述直流端的输出直流功率为：根据所述被保护系统的每一路的直流电压和每一路的直流电流，分别获取每一路的直流功率，将三路直流功率相加，得到所述被保护系统的直流功率。
通过上述方案，本发明实现了对输出直流端为多路直流电的交直流系统的系统级继电保护。
根据如上的继电保护装置，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，则所述装置进一步包括BI器，用于获取所述被保护系统的运行状态并输出到所述处理器，所述运行状态为以下状态中的任一种：正常工作状态、启动状态、关闭状态；
且，所述处理器还包括：
根据所述BI器发来的所述被保护系统的运行状态，确定与所述运行状态对应的预设阈值。
通过上述方案，本发明实现了对存在非线性因素的交直流系统的针对性的系统级继电保护。
所述被保护系统包括至少一个直流装置和交流装置。
本发明另一方面提供继电保护方法，包括：
获取一个被保护系统的交流端的交流电压和交流电流，并根据所述交流电压和交流电流获取交流有功功率；
获取所述被保护系统的直流端的直流电压和直流电流，并根据所述直流电压和所述直流电流获取直流功率；
根据所述交流有功功率和直流功率，判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护。
通过上述方案，本发明实现了对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
根据如上的继电保护方法，若所述被保护系统的输出端为交流端，输入端为直流端，所述判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pa1-Pd1|-(1-k1)Pd1＞PT1是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pa1为输出交流有功功率，Pd1为输入直流功率，k1为设定的第一功率转换效率因子，PT1为预设第一阈值；
或者，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，所述判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pd2-Pa2l-(1-k2)Pa2＞PT2是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pd2为输出直流功率，Pa2为输入交流有功功率，k2为设定的第二功率转换效率因子，PT2为预设第二阈值。
根据如上的继电保护方法，若所述交流端为三相交流电，
所述获取所述被保护系统的交流电压为：获取所述被保护系统交流端的每一相的交流电压，
所述获取所述被保护系统的交流电流为：获取所述被保护系统交流端的每一相的交流电流，
所述获取所述交流端的交流有功功率为：根据所述被保护系统的每一相的交流电压和每一相的交流电流，分别获取每一相的交流有功功率，将三相的交流有功功率相加，得到所述被保护系统的交流有功功率。
通过上述方案，本发明实现了对交流端为三相交流电的直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
根据如上的继电保护方法，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，且直流端为多路直流电时，
所述获取所述被保护系统的直流端的直流电压为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电压，
所述获取所述被保护系统的直流端的直流电流为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电流，
所述获取所述直流端的直流功率为：根据所述被保护系统的每一路的直流电压和每一路的直流电流，分别获取每一路的直流功率，将三路直流功率相加，得到所述被保护系统的直流功率。
通过上述方案，本发明实现了对输出直流端为多路直流电的交直流系统的系统级继电保护。
根据如上的继电保护方法，还包括获取所述被保护系统的运行状态
且，所述判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值之前还包括：
获取所述被保护系统的运行状态，所述运行状态为以下状态中的任一种：正常工作状态、启动状态、关闭状态，根据所述运行状态，确定与所述运行状态对应的预设阈值。
通过上述方案，本发明实现了对存在非线性因素的交直流系统的针对性的系统级继电保护。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时实现如上任一项所述的继电保护方法的步骤。
继电保护装置，包括：处理器和存储器；
所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上任一项所述的继电保护方法的步骤。
本发明通过同时获取直交流系统或交直流系统的输入端和输出端的电压和电流，并根据输入功率和输出功率判断直交流系统或交直流系统的内部消耗功率是否过大，从而决定是否需要对直交流系统或交直流系统驱动保护，使得无需在交流侧和直流侧分别设置继电保护措施，只需一套继电保护措施，实现了对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的继电保护装置的结构示意图；
图2为本发明应用示例一的示意图；
图3为本发明应用示例二的示意图；
图4为本发明一实施例提供的继电保护方法流程图；
图5为本发明另一实施例提供的直交流系统的继电保护方法流程图；
图6为本发明又一实施例提供的交直流系统的继电保护方法流程图；
图7为本发明另一实施例提供的继电保护装置的结构示意图。
其中，附图标记如下：
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
如在本发明的说明书以及所附权利要求书中使用的单数形式的“一”以及“所述”也意图包括复数形式，除非本文内容明确地另行指定。
以下对本发明进行详细说明：
图1为本发明一实施例提供的继电保护装置10的结构示意图，该装置主要包括：交流电压获取器11、交流电流获取器12、第一ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)器13、直流电压获取器14、直流电流获取器15、第二ADC器16、处理器17、BI(BinaryInput，二进输入)器18和BO(Binary Output，二进输出)器19，其中：
交流电压获取器11用于获取被保护系统的交流端的交流电压并输出到第一ADC器13。该交流电压获取器11所获取的交流电压可以是其直接采集的，也可以是通过其他装置获取然后发送至该交流电压获取器11的。该获取可以是实时获取，例如每隔预定间隔时间进行获取。
本发明中的被保护系统可以是一个装置，也可以包括由多个装置，输出端可以是系统级别的输出端，输入端可以是系统级别的输入端。如：被保护系统包括至少一个直流装置和交流装置，直流装置为采用直流工作的装置，交流装置为采用交流工作的装置。被保护系统可以是直交流系统，或者是交直流系统。直交流系统表示输入端是直流，输出端是交流，交直流系统表示输入端是交流，输出端是直流。当然，被保护系统本身也可是一个装置，且具有交流端和直流端。当然，该继电保护装置中还可以设置有只针对直流装置或交流装置进行继电保护的部件，具体不再赘述。
具体地，交流电压获取器11实时获取直交流系统的输出交流电压，并将获取到的输出交流电压实时输出到第一ADC器13；或者，实时获取交直流系统的输入交流电压，并将获取到的输入交流电压实时输出到第一ADC器13。
交流电流获取器12用于获取被保护系统的交流端的交流电流并输出到第一ADC器13。该交流电流获取器12所获取的交流电流可以是其直接采集的，也可以是通过其他装置获取然后发送至该交流电流获取器12的。该获取可以是实时获取，例如每隔预定间隔时间进行获取。
具体地，交流电流获取器12实时获取直交流系统的输出交流电流，并将获取到的输出交流电流实时输出到第一ADC器13；或者，用于实时获取交直流系统的输入交流电流，并将获取到的输入交流电流实时输出到第一ADC器13。
第一ADC器13用于对所接收到的交流电压或交流电流进行AD转换后发送给处理器17。
具体地，第一ADC器13对交流电压获取器11发来的输出交流电压或输入交流电压实时进行AD转换，将转换后得到的数字输出交流电压或数字输入交流电压发送给处理器17；且，用于对交流电流获取器12发来的输出交流电流或输入交流电流实时进行AD转换，将转换后得到的数字输出交流电流或数字输入交流电流发送给处理器17。
直流电压获取器14用于获取被保护系统的直流端的直流电压并输出到第二ADC器16。该直流电压获取器14所获取的直流电压可以是其直接采集的，也可以是通过其他装置获取然后发送至该直流电压获取器14的。该获取可以是实时获取，例如每隔预定间隔时间进行获取。
具体地，直流电压获取器14实时获取直交流系统的输入直流电压，并将获取到的输入直流电压实时输出到第二ADC器16；或者，实时获取交直流系统的输出直流电压，并将获取到的输出直流电压实时输出到第二ADC器16。
直流电流获取器15用于获取被保护系统的直流端的直流电流并输出到第二ADC器16。该直流电流获取器15所获取的直流电流可以是其直接采集的，也可以是通过其他装置获取然后发送至该直流电流获取器15的。该获取可以是实时获取，例如每隔预定间隔时间进行获取。
具体地，直流电流获取器15实时获取直交流系统的输入直流电流，并将获取到的输入直流电流实时输出到第二ADC器16；或者，实时获取交直流系统的输出直流电流，并将获取到的输出直流电流实时输出到第二ADC器16。
第二ADC器16用于对所接收到的直流电压或直流电流进行AD转换后发送给处理器17。
具体地，第二ADC器16对直流电压获取器14发来的输入直流电压或输出直流电压进行AD转换，将转换得到的数字输入直流电压或数字输出直流电压发送给处理器17；且，用于对直流电流获取器15发来的输入直流电流或输出直流电流进行AD转换，将转换得到的数字输入直流电流或数字输出直流电流发送给处理器17。
处理器17用于根据所接收到的交流电压和交流电流获取交流端的交流有功功率，根据所接收到的直流电压和直流电流获取直流端的直流功率，并根据交流有功功率和直流功率判断被保护系统的内部消耗功率是否大于预设阈值，若是，则确定需要对被保护系统启动保护。
具体地，若被保护系统为直交流系统，即输入端为直流端，输出端为交流端，处理器17根据第一ADC器13发来的输出交流电压和输出交流电流，获取直交流系统的输出交流有功功率Pa1，根据第二ADC器16发来的输入直流电压和输入直流电流，获取直交流系统的输入直流功率Pd1，根据Pa1和Pd1判断直交流系统的内部消耗功率是否超过第一阈值，若是，确定需要对直交流系统启动保护；
或者，若被保护系统为交直流系统，即输入端为交流端，输出端为直流端，处理器17根据第二ADC器16发来的输出直流电压和输出直流电流，获取交直流系统的输出直流功率Pd2，根据第一ADC器13发来的输入交流电压和输入交流电流，获取交直流系统的输入交流有功功率Pa2，根据Pd2和Pa2判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值，若是，确定需要对交直流系统启动保护。
在实际应用中，处理器17根据Pa1和Pd1判断直交流系统的内部消耗功率是否超过第一阈值可具体包括：
判断是否成立，若是，确定需要对直交流系统启动保护，其中， k1为设定的第一功率转换效率因子，PT1为第一阈值，否则，可以确定不需要对直交流系统启动保护；
处理器17根据Pd2和Pa2判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值具体包括：
判断是否成立，若是，确定需要对交直流系统启动保护，其中， k2为设定的第二功率转换效率因子，PT2为第二阈值，否则，可以确定不需要对交直流系统启动保护。
对被保护系统启动保护例如：切断被保护系统的供电系统，并提醒操作人员对其中的各个装置进行检查。
在实际应用中，若交流端为三相交流电，则：
交流电压获取器11获取被保护系统的交流端的交流电压具体为：获取被保护系统的交流端每一相的交流电压，
交流电流获取器12获取被保护系统的交流端的交流电流具体为：获取被保护系统的交流端每一相的交流电流，
处理器17获取交流端的交流有功功率为：根据被保护系统的每一相的交流电压和每一相的交流电流，分别获取每一相的交流有功功率，并将三相的交流有功功率相加，得到被保护系统的交流有功功率。
例如：在实际应用中，当直交流系统的输出为三相交流电输出时，其中：
交流电压获取器11获取直交流系统的输出交流电压为：获取直交流系统的每一相输出交流电压，
交流电流获取器12获取直交流系统的输出交流电流为：获取直交流系统的每一相输出交流电流，
处理器17获取直交流系统的输出交流有功功率Pa1为：根据直交流系统的每一相输出交流电压和每一相输出交流电流，分别获取每一相输出交流有功功率，将三相的输出交流有功功率相加，得到直交流系统的输出交流有功功率Pa1；
当交直流系统的输入为三相交流电输入时，其中：
交流电压获取器11获取交直流系统的输入交流电压为：获取交直流系统的每一相输入交流电压，
交流电流获取器12获取交直流系统的输入交流电流为：获取交直流系统的每一相输入交流电流，
处理器17获取交直流系统的输入交流有功功率Pa2为：根据交直流系统的每一相输入交流电压和每一相输入交流电流，分别获取每一相输入交流有功功率，将三相的输入交流有功功率相加，得到交直流系统的输入交流有功功率Pa2。
在实际应用中，当交直流系统的输出为多路直流电输出时，其中：
直流电压获取器14获取交直流系统的输出直流电压为：获取交直流系统的每一路输出直流电压，
直流电流获取器15获取交直流系统的输出直流电流为：获取交直流系统的每一相输出直流电流，
处理器17获取交直流系统的输出直流功率Pd2为：根据交直流系统的每一路输出直流电压和每一路输出直流电流，分别获取每一路输出直流功率，将三路输出直流功率相加，得到交直流系统的输出直流功率Pd2。
在实际应用中，若处理器17只能处理小电压和小电流，此时，交流电压获取器11具体用于，
获取直交流系统的输出交流电压，并按照预设第一固定比例对输出交流电压进行转换后，将转换后的输出交流电压输出到第一ADC器13，或者，获取交直流系统的输入交流电压，并按照预设第一固定比例对输入交流电压进行转换，将转换后得输入交流电压输出到第一ADC器13；
交流电流获取器12具体用于，
获取直交流系统的输出交流电流，并按照预设第二固定比例对输出交流电流进行转换，将转换后得输出交流电流输出到第一ADC器13，或者，获取交直流系统的输入交流电流，并按照预设第二固定比例对输入交流电流进行转换，将转换后得输入交流电流输出到第一ADC器13；
直流电压获取器14具体用于，
获取直交流系统的输入直流电压，并按照预设第三固定比例对输入直流电压进行转换，将转换后的输入直流电压输出到第二ADC器16，或者，获取交直流系统的输出直流电压，并按照预设第三固定比例对输出直流电压进行转换，将转换后得输出直流电压输出到第二ADC器16；
直流电流获取器15具体用于，获取直交流系统的输入直流电流，并按照预设第四固定比例对输入直流电流进行转换，将转换后的输入直流电流输出到第二ADC器16，或者，获取交直流系统的输出直流电流，并按照预设第四固定比例对输出直流电流进行转换，将转换后得输出直流电流输出到第二ADC器16。
在实际应用中，考虑到交直流系统中可能存在非线性因素影响，例如存在电容储能设备，尤其是交直流系统启动过程中会存在充电过程，这样在交直流系统的正常工作、启动、关闭三种状态下设备的内部消耗功率是不同的，因此，针对交直流系统的启动、关闭状态再增加设置第三阈值、第四阈值，且，上述继电保护装置10进一步包括BI器18，用于获取交直流系统的运行状态并输出到处理器17，运行状态为以下状态中的任一种：正常工作状态、启动状态、关闭状态；
且，处理器17根据Pd2和Pa2判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值之前进一步包括：
根据BI器18发来的交直流系统的运行状态，确定与运行状态对应的预设阈值。具体地，查看BI器18发来的交直流系统的运行状态，若为正常工作状态，则确定对应第二阈值，执行根据Pd2和Pa2判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值的动作；若为启动状态，则确定对应第三阈值，根据Pd2和Pa2判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第三阈值，若超过，确定需要对交直流系统启动保护；若为关闭状态，则确定对应第四阈值，根据Pd2和Pa2判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第四阈值，若超过，确定需要对交直流系统启动保护。
具体如何判断内部消耗功率是否超过第三阈值和第四阈值，与判断消耗功率是否超过第二阈值的方式一致，在此不再赘述。
其中，第一阈值、第二阈值、第三阈值、第四阈值可根据实际实验得到。k1、k2可在被保护系统实际运行过程中测量得到。
在实际应用中，继电保护装置10进一步包括BO器19，当确定需要对直交流系统或交直流系统启动保护时，处理器17通过BO器向直交流系统或交直流系统输出关断信号。
本发明通过同时获取直交流系统或交直流系统的输入端和输出端的电压和电流，并根据输入功率和输出功率判断直交流系统或交直流系统的内部消耗功率是否过大，从而决定是否需要对直交流系统或交直流系统驱动保护，使得无需在交流侧和直流侧分别设置继电保护措施，只需一套继电保护措施，实现了对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。此外，不仅可以在直交流系统或者交直流系统的正常工作状态下进行继电保护，也可以对起、停状态下进行继电保护。
图2为本发明应用示例一的示意图，其中，10为继电保护装置，20为直交流系统，211、212分别为输入直流电压、输入直流电流，221、222分别为输出交流电压、输出交流电流。该继电保护装置10的具体操作方法与前述一致，在此不再赘述。
图3为本发明应用示例二的示意图，其中，10为继电保护装置，30为直交流系统，311、312分别为输入直流电压和输入直流电流，直交流系统30的输出为三相交流电，321A、322A，321B、322B，321C、322C分别为一相输出交流电压、输出交流电流。
图4为本发明一实施例提供的继电保护方法的流程图，其主要步骤如下：
步骤401：获取一个被保护系统的交流端的交流电压和交流电流，并根据交流电压和交流电流获取交流有功功率。
步骤402：获取被保护系统的直流端的直流电压和直流电流，并根据直流电压和所述直流电流获取直流功率。
步骤403：根据交流有功功率和直流功率，判断被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值，若是，确定需要对被保护系统启动保护。
以下分别给出被保护系统为直交流系统和交直流系统的继电保护方法：
图5为本发明另一实施例提供的直交流系统的继电保护方法的流程图，其主要步骤如下：
步骤501：实时获取直交流系统的输出交流电压、输出交流电流以及输入直流电压、输入直流电流。
步骤502：根据获取到的输出交流电压和输出交流电流，实时获取直交流系统的输出交流有功功率，根据获取到的输入直流电压和输入直流电流，实时获取直交流系统的输入直流功率。
步骤503：根据输出交流有功功率和输入直流功率，实时判断直交流系统的内部消耗功率是否超过第一阈值，若是，确定需要对直交流系统启动保护；否则，确定不需要对直交流系统启动保护。
在实际应用中，判断直交流系统的内部消耗功率是否超过第一阈值可具体包括：
判断是否成立，若是，确定需要对直交流系统启动保护，其中， Pa1为输出交流有功功率，Pd1为输入直流功率，k1为设定的第一功率转换效率因子，PT1为第一阈值。
在实际应用中，当直交流系统的输出为三相交流电输出时：
步骤501中，获取直交流系统的输出交流电压为：获取直交流系统的每一相输出交流电压，获取直交流系统的输出交流电流为：获取直交流系统的每一相输出交流电流；
步骤502中，获取直交流系统的输出交流有功功率为：根据直交流系统的每一相输出交流电压和每一相输出交流电流，分别获取每一相输出交流有功功率，将三相的输出交流有功功率相加，得到直交流系统的输出交流有功功率。
图6为本发明又一实施例提供的交直流系统的继电保护方法流程图，其具体步骤如下：
步骤601：实时获取交直流系统的输出直流电压、输出直流电流以及输入交流电压、输入交流电流。
步骤602：根据获取到的输出直流电压和输出直流电流，实时获取交直流系统的输出直流功率，根据获取到的输入交流电压和输入交流电流，实时获取交直流系统的输入交流有功功率。
步骤603：根据输出直流功率和输入交流有功功率，实时判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值，若是，确定需要对交直流系统启动保护；否则，确定不需要对交直流系统启动保护。
在实际应用中，判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值可具体包括：
判断是否成立，若是，确定需要对交直流系统启动保护，其中， Pd2为输出直流功率，Pa2为输入交流有功功率，k2为设定的第二功率转换效率因子，PT2为第二阈值。
在实际应用中，当交直流系统的输入为三相交流电输入时：
步骤601中，获取交直流系统的输入交流电压为：获取交直流系统的每一相输入交流电压，获取交直流系统的输入交流电流为：获取交直流系统的每一相输入交流电流；
步骤602中，获取交直流系统的输入交流有功功率为：根据交直流系统的每一相输入交流电压和每一相输入交流电流，分别获取每一相输入交流有功功率，将三相的输入交流有功功率相加，得到交直流系统的输入交流有功功率。
当交直流系统的输出为多路直流电输出时：
步骤601中，获取交直流系统的输出直流电压为：获取交直流系统的每一路输出直流电压，获取交直流系统的输出直流电流为：获取交直流系统的每一相输出直流电流；
步骤602中，获取交直流系统的输出直流功率为：根据交直流系统的每一路输出直流电压和每一路输出直流电流，分别获取每一路输出直流功率，将三路输出直流功率相加，得到交直流系统的输出直流功率。
在实际应用中，还可获取交直流系统的运行状态，且，步骤603中，判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值之前进一步包括：
根据交直流系统的运行状态，判断交直流系统是否处于正常工作状态，若处于正常工作状态，则执行判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第二阈值的动作；否则，判断交直流系统是否处于启动状态，若处于启动状态，则判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第三阈值，若超过，确定需要对交直流系统启动保护，若不处于，则确定交直流系统处于关闭状态，则判断交直流系统的内部消耗功率是否超过第四阈值，若超过，确定需要对交直流系统启动保护。
图7为本发明另一实施例提供的继电保护装置70的结构示意图，该装置主要包括：处理器71和存储器72，其中：
存储器72中存储有可被处理器71执行的应用程序，用于使得处理器71执行如步骤401-403，或者步骤501-503，或者步骤601～603中任一项所述的继电保护方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被一处理器执行时实现如步骤401-403，或者步骤501-503，或者步骤601～603任一项所述的数据监视控制方法的步骤。
该可读介质上存储有机器可读指令，该可读指令在被处理器执行时，使处理器执行前述的任一种方法。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使用该装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的机器可读指令。
在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。
可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。
本发明的有益技术效果如下：
本发明通过同时获取直交流系统或交直流系统的输入端和输出端的电压和电流，并根据输入功率和输出功率判断直交流系统或交直流系统的内部消耗功率是否过大，从而决定是否需要对直交流系统或交直流系统驱动保护，使得无需在交流侧和直流侧分别设置继电保护措施，只需一套继电保护措施，实现了对直交流系统或交直流系统的系统级继电保护。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和器件都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或器件。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些器件可能由同一物理实体实现，或者，有些器件可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，器件可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个器件或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。器件或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.继电保护装置(10)，包括：
一个交流电压获取器(11)，用于获取一个被保护系统的交流端的交流电压并输出到一个第一ADC器(13)；
一个交流电流获取器(12)，用于获取所述被保护系统的交流端的交流电流并输出到所述第一ADC器(13)；
一个第一ADC器(13)，用于对所接收到的交流电压或交流电流进行模数转换后发送给处理器(17)；
一个直流电压获取器(14)，用于获取所述被保护系统的直流端的直流电压并输出到第二ADC器(16)；
一个直流电流获取器(15)，用于获取所述被保护系统的直流端的直流电流并输出到所述第二ADC器(16)；
一个第二ADC器(16)，用于对所接收到的直流电压或直流电流进行模数转换后发送给所述处理器(17)；
一个处理器(17)，用于根据所述交流电压和所述交流电流获取所述交流端的交流有功功率，根据所述直流电压和所述直流电流获取所述直流端的直流功率，并根据所述交流有功功率和所述直流功率判断所述被保护系统的内部消耗功率是否大于预设阈值，若是，则确定需要对所述被保护系统启动保护。
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，
若所述被保护系统的输出端为交流端，输入端为直流端，所述处理器(17)根据所述交流有功功率和所述直流功率判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过预设阈值，若是，则确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pa1-Pd1|-(1-k1)Pd1＞PT1是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pa1为所述交流有功功率，Pd1为所述直流功率，k1为设定的第一功率转换效率因子，PT1为预设第一阈值；
或者，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，所述处理器(17)根据所述交流有功功率和所述直流功率判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过预设阈值，若是，则确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pd2-Pa2|-(1-k2)Pa2＞PT2是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pa2为所述交流有功功率，Pd2为所述直流功率，k2为设定的第二功率转换效率因子，PT2为第二阈值。
3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，若所述交流端为三相交流电，
所述交流电压获取器(11)获取所述被保护系统的交流端的交流电压具体为：获取所述被保护系统的交流端每一相的交流电压，
所述交流电流获取器(12)获取所述被保护系统的交流端的交流电流具体为：获取所述被保护系统的交流端每一相的交流电流，
所述处理器(17)获取所述交流端的交流有功功率为：根据所述被保护系统的每一相的交流电压和每一相的交流电流，分别获取每一相的交流有功功率，并将三相的交流有功功率相加，得到所述被保护系统的交流有功功率。
4.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，且直流端为多路直流电时，
所述直流电压获取器(14)获取所述被保护系统的直流端的直流电压为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电压，
所述直流电流获取器(15)获取所述被保护系统的直流端的直流电流为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电流，
所述处理器(17)获取所述直流端的输出直流功率为：根据所述被保护系统的每一路的直流电压和每一路的直流电流，分别获取每一路的直流功率，将三路直流功率相加，得到所述被保护系统的直流功率。
5.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，则所述装置进一步包括BI器(18)，用于获取所述被保护系统的运行状态并输出到所述处理器(17)，所述运行状态为以下状态中的任一种：正常工作状态、启动状态、关闭状态；
且，所述处理器(17)还包括：
根据所述BI器(18)发来的所述被保护系统的运行状态，确定与所述运行状态对应的预设阈值。
6.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，所述被保护系统包括至少一个直流装置和交流装置。
7.继电保护方法，包括：
获取一个被保护系统的交流端的交流电压和交流电流，并根据所述交流电压和交流电流获取交流有功功率；
获取所述被保护系统的直流端的直流电压和直流电流，并根据所述直流电压和所述直流电流获取直流功率；
根据所述交流有功功率和直流功率，判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
若所述被保护系统的输出端为交流端，输入端为直流端，所述判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值具体，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护包括：
判断|Pa1-Pd1|-(1-k1)Pd1＞PT1是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pa1为输出交流有功功率，Pd1为输入直流功率，k1为设定的第一功率转换效率因子，PT1为预设第一阈值；
或者，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，所述判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护具体包括：
判断|Pd2-Pa2|-(1-k2)Pa2＞PT2是否成立，若是，确定需要对所述被保护系统启动保护，其中，Pd2为输出直流功率，Pa2为输入交流有功功率，k2为设定的第二功率转换效率因子，PT2为预设第二阈值。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，若所述交流端为三相交流电，
所述获取所述被保护系统的交流电压为：获取所述被保护系统交流端的每一相的交流电压，
所述获取所述被保护系统的交流电流为：获取所述被保护系统交流端的每一相的交流电流，
所述获取所述交流端的交流有功功率为：根据所述被保护系统的每一相的交流电压和每一相的交流电流，分别获取每一相的交流有功功率，将三相的交流有功功率相加，得到所述被保护系统的交流有功功率。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，若所述被保护系统的输入端为交流端，输出端为直流端，且直流端为多路直流电时，
所述获取所述被保护系统的直流端的直流电压为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电压，
所述获取所述被保护系统的直流端的直流电流为：获取所述被保护系统的直流端每一路的直流电流，
所述获取所述直流端的直流功率为：根据所述被保护系统的每一路的直流电压和每一路的直流电流，分别获取每一路的直流功率，将三路直流功率相加，得到所述被保护系统的直流功率。
11.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：，获取所述被保护系统的运行状态；
且，所述判断所述被保护系统的内部消耗功率是否超过一个预设阈值之前还包括：
获取所述被保护系统的运行状态，所述运行状态为以下状态中的任一种：正常工作状态、启动状态、关闭状态，根据所述运行状态，确定与所述运行状态对应的预设阈值。
12.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一处理器执行时实现如权利要求7至11中任一项所述的继电保护方法的步骤。
13.继电保护装置(70)，包括：处理器(71)和存储器(72)；
所述存储器(72)中存储有可被所述处理器(71)执行的应用程序，用于使得所述处理器(71)执行如权利要求7至11中任一项所述的继电保护方法的步骤。
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