專利名稱：一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域，更具體地說本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護定值整定、校核時所需分支系數(shù)的計算方法。
背景技術(shù)：
繼電保護的選擇性是指保護裝置動作 時，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開，最大限度地保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運行，選擇性包含兩層含義一是只應(yīng)由裝在故障元件上的保護裝置動作切除故障，二是要力爭相鄰元件的保護裝置對故障元件起后備保護的作用。因此，上下級保護之間存在配合關(guān)系。分支系數(shù)概念的引入是為了方便繼電保護定值整定計算時上下級欲配合的兩個保護之間有分支電路的情況。根據(jù)分支電路上所連接元件、接線方式對短路電流的影響，將分支電路分為助增分支電路和外汲分支電路兩種。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可能同時存在助增分支電路和外汲分支電路，此時分支系數(shù)的求取較為困難。影響分支系數(shù)計算的主要因素有故障點、故障類型和運行方式。分支系數(shù)的正確計算，直接影響到保護定值及保護范圍的大小，也就影響了保護各段的靈敏度及相互配合。正確計算分支系數(shù)，是距離保護和零序電流保護整定配合的重要工作之一。保護裝置在投入運行前，保護原理的作用范圍、保護算法的合理性和實用性、保護在特定故障下動作是否正確，保護的動作區(qū)能否滿足要求等，都需要對其進行校驗并能給出合理的、正確的評價。保護裝置之間存在配合關(guān)系，如線路保護延時段的保護范圍通常超越了保護所在線路，與其相鄰保護各段動作區(qū)域存在重疊部分。繼電保護配合關(guān)系是保護校驗的重點和難點。中國專利《電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護在線校核方法》(申請?zhí)?00810147821. 2)提出了通過 EMS (Energy Management System,能量管理系統(tǒng))和 DTS(Dispatcher Training System,調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng))從電網(wǎng)中獲取電力設(shè)備參數(shù)、繼電保護定值以及電網(wǎng)的實時運行數(shù)據(jù)，然后按照保護整定規(guī)程進行故障計算，最后根據(jù)校核規(guī)則對保護定值進行校核。文獻《基于整定逆過程的保護定值在線校核原則》(《電力系統(tǒng)自動化》第35卷第12期)提出了基于整定逆過程的保護定值在線校核思想。但是目前公開的文獻都沒有涉及基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其計算過程簡單，適用于保護定值整定和校核。為了達成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，包括如下步驟
(I)獲取電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)
從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實時量測數(shù)據(jù)，通過狀態(tài)估計得到電網(wǎng)的實時運行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計后的數(shù)據(jù)；
(2 )獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù)
從繼電保護定值整定軟件獲取包括線路、變壓器零序阻抗和線路零序互感的電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)；
(3)設(shè)置模擬下級支路短路故障
設(shè)置故障地點和故障類型，其中，故障地點是指繼電保護中存在配合關(guān)系的下級保護所在電網(wǎng)元件上任意位置的故障，所述故障類型包括三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障； (4)計算短路電流
通過短路電流計算獲得下級支路和上級支路上的電流向量；
(5)計算分支系數(shù)
通過對下級支路電流向量與上級支路電流向量的比值取模值，或者對下級支路電流向量的幅值與上級支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。上述步驟(2 )中，所述名稱匹配表根據(jù)電網(wǎng)中廠站名稱、線路名稱和變壓器名稱進行模糊識別自動生成，或進行手工維護。上述步驟(3)中，所述故障類型還包括經(jīng)過渡電阻接地。上述步驟(4)中，所述短路電流計算方法是基于網(wǎng)絡(luò)等值阻抗的靜態(tài)方法或基于暫態(tài)仿真的動態(tài)方法。上述步驟(4)中，所述電流向量包括各序分量和各相分量。上述步驟(5)中，所述分支系數(shù)是當(dāng)前運行方式下的分支系數(shù)，或進行元件輪斷計算出最大、最小分支系數(shù)。上述步驟(5 )中，所述分支系數(shù)是距離保護分支系數(shù)或零序電流保護分支系數(shù)。采用上述方案后，本發(fā)明利用電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)可準(zhǔn)備模擬發(fā)電機的開機方式、支路的檢修狀態(tài)等因素對分支系數(shù)的影響而獲得基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。利用當(dāng)前方式下的分支系數(shù)可對保護配合關(guān)系進行在線校核。通過元件輪斷計算出最大、最小分支系數(shù)可為保護定值整定提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本發(fā)明原理清晰，數(shù)學(xué)計算過程簡單，便于編程實現(xiàn)，適用于保護定值整定和校核。


圖I是本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實現(xiàn)過程進行詳細說明，
如圖I所示，本發(fā)明提供一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，包括如下步驟
(I)獲取電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)
從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實時量測數(shù)據(jù)，通過狀態(tài)估計得到電網(wǎng)的實時運行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計后的數(shù)據(jù)。EMS通過輸出符合IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的CM(CommonInformation Model,公共信息模型)/XML (Extensible Markup Language,可擴展標(biāo)記語言)文件導(dǎo)出電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)，按照易語言規(guī)范輸出量測數(shù)據(jù)以及狀態(tài)估計結(jié)果數(shù)據(jù)。
(2)獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù)
從繼電保護定值整定軟件獲取包括線路、變壓器零序阻抗和線路零序互感的電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)；程序可以根據(jù)電網(wǎng)中廠站名稱、線路名稱、變壓器名稱進行模糊識別自動生成名稱匹配表，也可以手工維護名稱匹配表。發(fā)電機及其控制器的參數(shù)可以從運行方式專業(yè)使用的穩(wěn)定分析軟件數(shù)據(jù)中獲取。保護定值整定軟件是針對包含線路、變壓器、母線分段，電容器，電動機的常規(guī)保護定值的計算軟件(程序)。(3)設(shè)置模擬下級支路短路故障
設(shè)置故障地點和故障類型，其中，故障地點是指繼電保護中存在配合關(guān)系的下級保護所在電網(wǎng)元件(線路或變壓器)上任意位置的故障，由于變壓器建模限制，變 壓器故障只能設(shè)置在高、中、低壓側(cè)各側(cè)端點；所述故障類型包括三相、單相、兩相相間、兩相接地短路故障，可以考慮經(jīng)過渡電阻接地。(4)計算短路電流
通過短路電流計算獲得下級支路和上級支路上的電流向量，采用的短路電流計算方法可以是基于網(wǎng)絡(luò)等值阻抗的靜態(tài)方法，也可以是基于暫態(tài)仿真的動態(tài)方法。電流向量包括各序(正、負、零序)分量和各相(A、B、C相)分量。(5)計算分支系數(shù)
通過對下級支路電流向量與上級支路電流向量的比值取模值，或者對下級支路電流向量的幅值與上級支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。可以計算當(dāng)前運行方式下的分支系數(shù)，也可以進行元件輪斷計算出最大、最小分支系數(shù)。計算的分支系數(shù)可以是距離保護(包括接地距離和相間距離)分支系數(shù)，也可以是零序電流保護分支系數(shù)。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于包括如下步驟 (I)獲取電網(wǎng)實時數(shù)據(jù) 從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實時量測數(shù)據(jù)，通過狀態(tài)估計得到電網(wǎng)的實時運行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計后的數(shù)據(jù)； (2 )獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù) 從繼電保護定值整定軟件獲取包括線路、變壓器零序阻抗和線路零序互感的電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)； (3)設(shè)置模擬下級支路短路故障 設(shè)置故障地點和故障類型，其中，故障地點是指繼電保護中存在配合關(guān)系的下級保護所在電網(wǎng)元件上任意位置的故障，所述故障類型包括三相、單相、兩相相間和兩相接地短路故障； (4)計算短路電流 通過短路電流計算獲得下級支路和上級支路上的電流向量； (5)計算分支系數(shù) 通過對下級支路電流向量與上級支路電流向量的比值取模值，或者對下級支路電流向量的幅值與上級支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于所述步驟(2)中，所述名稱匹配表根據(jù)電網(wǎng)中廠站名稱、線路名稱和變壓器名稱進行模糊識別自動生成，或進行手工維護。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于所述步驟(3)中，所述故障類型還包括經(jīng)過渡電阻接地。
4.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于所述步驟(4)中，所述短路電流計算方法是基于網(wǎng)絡(luò)等值阻抗的靜態(tài)方法或基于暫態(tài)仿真的動態(tài)方法。
5.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于所述步驟(4)中,所述電流向量包括各序分量和各相分量。
6.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于所述步驟(5)中，所述分支系數(shù)是當(dāng)前運行方式下的分支系數(shù)，或進行元件輪斷計算出最大、最小分支系數(shù)。
7.如權(quán)利要求I所述的一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，其特征在于所述步驟(5)中，所述分支系數(shù)是距離保護分支系數(shù)或零序電流保護分支系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)計算方法，步驟是從EMS獲取電網(wǎng)在線模型和實時量測數(shù)據(jù)，通過狀態(tài)估計得到電網(wǎng)的實時運行方式，或者直接從EMS獲取狀態(tài)估計后的數(shù)據(jù)；從繼電保護定值整定軟件獲取電網(wǎng)元件零序參數(shù)，通過名稱匹配表將電網(wǎng)元件零序參數(shù)關(guān)聯(lián)于電網(wǎng)在線模型數(shù)據(jù)；設(shè)置故障地點和故障類型；通過短路電流計算獲得下級支路和上級支路上的電流向量；通過對下級支路電流向量與上級支路電流向量的比值取模值，或者對下級支路電流向量的幅值與上級支路電流向量的幅值取比值，獲得基于電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的分支系數(shù)。此方法計算過程簡單，適用于保護定值整定和校核。
文檔編號H02H3/00GK102969692SQ201210531558
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者陳軍, 畢兆東, 龐曉艷, 夏彥輝, 楊向飛, 俞秋陽, 鄭中, 王新寶, 沈其瑜, 張玉瓊, 楊華 申請人:四川省電力公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司, 國家電網(wǎng)公司