基于機(jī)電暫態(tài)方法的繼電保護(hù)定值整定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種繼電保護(hù)定值的整定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)運(yùn)行面臨的新挑戰(zhàn)不斷涌現(xiàn)。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的第一道防線，對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。而繼電保護(hù)定值的正確性直接影響到繼電保護(hù)裝置能否正確動(dòng)作。繼電保護(hù)定值整定的基礎(chǔ)是短路電流計(jì)算。
[0003]當(dāng)前，定值整定工程實(shí)踐中短路電流計(jì)算一般采用基于等效電壓源法的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)阻抗等值方法，又稱為靜態(tài)短路電流計(jì)算方法。
[0004]靜態(tài)短路電流默認(rèn)有如下假設(shè)條件:
[0005](1)發(fā)電機(jī)均用Xd”作為其等值電抗，即假設(shè)d軸和q軸等值電抗均為Xd” ；
[0006](2)發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢E”的幅值標(biāo)幺值為1，幅角均為零；
[0007](3)通常忽略負(fù)荷潮流和負(fù)荷模型對短路電流的影響，有時(shí)把負(fù)荷作為恒定阻抗處理；
[0008](4)與正序網(wǎng)絡(luò)完全一致，發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗X2 = Xd” ；
[0009]基于上述假設(shè)的不同的計(jì)算程序通常對于電壓源的取法也存在差異，有的程序直接取母線基準(zhǔn)電壓，有的程序假定發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢為1.0PU，求取短路點(diǎn)電壓作為電壓源；不同的計(jì)算程序求取短路點(diǎn)系統(tǒng)等值阻抗時(shí)考慮的因素也存在較大差異，例如有的計(jì)算程序忽略負(fù)荷的影響，有的程序?qū)⒇?fù)荷處理為恒定阻抗。
[0010]上述做法忽略了許多復(fù)雜因素對短路電流的影響，例如機(jī)組出力、負(fù)荷電流、負(fù)荷模型、各類控制器等等；并且當(dāng)真實(shí)的短路故障發(fā)生后，系統(tǒng)各處的短路電流都有一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，而傳統(tǒng)的基于等效電壓源法靜態(tài)短路電流計(jì)算方法只關(guān)注故障時(shí)刻的短路電流。因此，這種靜態(tài)計(jì)算方法使得目標(biāo)電網(wǎng)與真實(shí)電網(wǎng)的差別比較大，短路電流計(jì)算結(jié)果誤差較大且提供的信息有限，據(jù)此得到的保護(hù)定值不可避免受到直接影響，給繼電保護(hù)裝置的可靠正確動(dòng)作埋下了隱患，導(dǎo)致電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行受到了不同程度的威脅。而基于機(jī)電暫態(tài)的計(jì)算方法可以考慮電力系統(tǒng)的詳細(xì)模型，為用戶提供短路故障過程中和故障后短路電流的動(dòng)態(tài)變化過程信息，是今后的發(fā)展方向。
[0011]傳統(tǒng)的繼電保護(hù)定值整定計(jì)算方法進(jìn)行故障計(jì)算時(shí)采用的是靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)阻抗等值方法，沒有考慮電力系統(tǒng)的詳細(xì)暫態(tài)模型，沒有考慮短路故障過程中以及短路故障消失后，電力系統(tǒng)中各類調(diào)節(jié)控制器(發(fā)電機(jī)調(diào)壓器、調(diào)速器、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等)的作用，即只求取了短路故障時(shí)刻的短路電流瞬時(shí)值，沒有獲得更加符合工程實(shí)際情況的短路電流動(dòng)態(tài)變化過程；鑒于以上分析，本發(fā)明人針對當(dāng)前繼電保護(hù)定值整定方法中存在的問題進(jìn)行研究改進(jìn)，提出了一種基于機(jī)電暫態(tài)方法的繼電保護(hù)定值整定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的主要目的，在于提供一種基于機(jī)電暫態(tài)方法的繼電保護(hù)定值整定方法，其可提高短路計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高保護(hù)定值整定工作中定值計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0013]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:基于機(jī)電暫態(tài)方法的繼電保護(hù)定值整定方法，其特征在于包含了如下步驟:
[0014](1)從繼電保護(hù)整定軟件數(shù)據(jù)庫中獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)，建立電力網(wǎng)絡(luò)正序、負(fù)序、零序代數(shù)方程；
[0015](2)結(jié)合機(jī)電暫態(tài)模型參數(shù)，使用機(jī)電暫態(tài)方法求解聯(lián)立的代數(shù)方程和非線性方程，得出各狀態(tài)變量在故障過程中和故障消失后的動(dòng)態(tài)過程數(shù)據(jù)；
[0016](3)根據(jù)所述步驟(2)中得到的各狀態(tài)變量的動(dòng)態(tài)過程信息，計(jì)算繼電保護(hù)定值。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟(2)的詳細(xì)步驟為:
[0018](1)利用潮流計(jì)算程序算出短路故障前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，然后算出系統(tǒng)的運(yùn)行參量初值1 (0)，并由此計(jì)算出狀態(tài)變量的初始值X (0)；
[0019](2)根據(jù)機(jī)電暫態(tài)模型參數(shù)形成相應(yīng)的非線性方程組，并根據(jù)隱式梯形積分法形成相應(yīng)的電力網(wǎng)絡(luò)方程；
[0020](3)根據(jù)從繼電保護(hù)整定軟件中獲取的電網(wǎng)零序參數(shù)和線路互感參數(shù)形成電力網(wǎng)絡(luò)正序、負(fù)序、零序代數(shù)方程組；
[0021](4)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)過程計(jì)算，得到各狀態(tài)變量在故障發(fā)生過程中和故障消失后的全過程數(shù)據(jù)。
[0022]進(jìn)一步的，上述步驟(24)機(jī)電暫態(tài)過程計(jì)算是指假定暫態(tài)過程的計(jì)算已進(jìn)行到t時(shí)刻，這時(shí)的x(t)和y(t)為已知量，在計(jì)算x(t+A t)和y(t+At)時(shí)，應(yīng)首先檢查在t時(shí)刻系統(tǒng)有無故障或操作，如果有故障或操作，則需對非線性或/和代數(shù)方程式進(jìn)行修改，而且當(dāng)故障或操作發(fā)生在電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行參量y(t)可能發(fā)生突變，因此必須重新求解網(wǎng)絡(luò)方程，以得到故障或操作后的運(yùn)行參量1 (t+0);由于狀態(tài)變量不會(huì)發(fā)生突變，因此故障或操作前后的x(t)和x(t+0)相同；接下來進(jìn)行微分-代數(shù)方程組一步的計(jì)算，根據(jù)x(t)和y(t)采用交替求解法或聯(lián)立求解法得到x(t+At)和y(t+At)的值；時(shí)間向前推進(jìn)Δ t，進(jìn)行下一步的計(jì)算，直至到達(dá)預(yù)定的時(shí)刻tmax ;這樣，就得到了從0?tmax時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)狀態(tài)變量的數(shù)據(jù)。
[0023]采用上述方案后，本發(fā)明從繼電保護(hù)整定軟件數(shù)據(jù)庫中獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行各類短路故障的機(jī)電暫態(tài)分析計(jì)算，可以更加全面地給出電網(wǎng)各處系統(tǒng)狀態(tài)變量的動(dòng)態(tài)變化過程信息。相對于目前廣泛采用的基于等效電壓源法的靜態(tài)短路電流計(jì)算方法，機(jī)電暫態(tài)方法無需對電力系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)做大量的假設(shè)，并且可以考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式、潮流分布、負(fù)荷模型、發(fā)電機(jī)各類調(diào)節(jié)控制器等因素對短路電流的影響，因此其短路電流計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確；另外，本發(fā)明可適應(yīng)各種電網(wǎng)檢修、運(yùn)行情況，對于電網(wǎng)方式、切改方案、檢修計(jì)劃給出更加合理的繼電保護(hù)定值，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0025]圖2是本發(fā)明中進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)計(jì)算的流程圖。
【具體實(shí)施方式】