基于保护信号解析模型的继电保护隐性故障检测方法技术

一种电力系统检测技术领域的基于保护信号解析模型的继电保护隐性故障检测方法，首先在现有的保护和断路器动作信号的基础上加入保护装置启动信号，并建立保护装置启动信号、保护装置动作信号以及断路器跳闸信号之间关联的解析模型；然后基于上述三种信号的实际状态与期望状态的最大匹配原则，构造反映其中任两者之间差异的目标函数并优化，从而确定故障模式；最后根据保护装置的启动和动作的实际状态与期望状态的差异确定含有隐性故障的保护装置，并在电网发生故障时，使得保护装置检测到特征量而启动并动作，从而驱动相应的断路器跳闸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电力系统检测领域的方法，具体是一种基于保护信号解析模 型的继电保护隐性故障检测方法。
技术介绍
隐性故障即在电网发生故障时才会表现出来的保护装置缺陷，会导致保护误动或 者拒动，严重时甚至引起电网连锁故障。为了提高电网运行的可靠性，对保护装置中的隐性 故障进行检测并及时处理是十分必要的。 随着通信技术的发展，实时获取准确的电网信息已成为可能。保护信息系统可以 准确记录保护装置及断路器的动作信号等信息。广域测量系统（WAMS)利用相量测量装置 (PMU)可同步多点测量数据获取电网实时状态，其数据具有高采样频率、高精度等优点。当 电网发生故障时，上述系统会收集一次设备及二次设备的多种信号并传送到调度中心，可 综合运用这些信号来检测隐性故障。 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103472360A，公开（公告）日 2013. 12. 25,公开了一种电网继电保护隐性故障远程监测定位装置，包括：保护1动作接 点，保护2动作接点，ITWJ跳位监视接点，2TWJ跳位监视接点；第一与门，用于在保护1、保 护2动作接点收到动作信号，1TWJ、2TWJ跳位监视接点收到跳位信号时输出高电平信号；保 护装置2误动定位模块，用于定位保护装置2误动作；第二与门，用于在保护1动作接点未 收到但保护2动作接点收到动作信号，ITWJ跳位监视接点未收到但2TWJ跳位监视接点收 到跳位信号时输出高电平信号；保护装置2越级动作定位模块，用于定位保护装置2越级动 作。 中国专利文献号CN103293421A公开（公告）日2013.09. 11，公开了一种电网故障 诊断模型及其诊断方法，该方法通过保护和开关的动作信息建立故障诊断模型，建立目标 函数并优化，进行电网故障诊断。随着广域测量系统、保护信息系统等技术的发展，电网的 多种信号均可以接收到，并用于对电网状态的监测。 但上述技术仅利用收集到的保护动作和断路器跳闸信息监测隐性故障，或者进行 故障诊断，并未利用到保护装置的启动信息等其他有效信息，对于保护装置隐性故障的检 测尚不完善。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提出一种基于保护信号解析模型的继电保护隐 性故障检测方法，通过在保护动作和断路器跳闸信号的基础上加入保护的启动信号，根据 保护启动、保护动作、断路器跳闸、故障位置信号之间的逻辑关系，以及主保护和后备保护 之间的配置规则，并考虑拒动、误动等情况，构建反应各信号之间关联的解析模型。将信号 的实际状态和期望状态的最大匹配作为优化目标，利用优化结果检测隐性故障。 本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术首先在现有的保护和断路器动作信号 的基础上加入保护装置启动信号，并建立保护装置启动信号、保护装置动作信号以及断路 器跳闸信号之间关联的解析模型；然后基于上述三种信号的实际状态与期望状态的最大匹 配原则，构造反映其中任两者之间差异的目标函数并优化，从而确定故障模式；最后根据保 护装置的启动和动作的实际状态与期望状态的差异确定含有隐性故障的保护装置，并在电 网发生故障时，使得保护装置检测到特征量而启动并动作，从而驱动相应的断路器跳闸。 所述的保护装置启动信号是指：当保护装置已启动，但由于延时未到时保护装置 发出的即时信号；所述的保护装置动作信号是指：保护装置出口的动作信号，可使得驱动 断路器跳闸，并使之发出跳闸信号。 本专利技术具体包括以下步骤： 1)确定故障区域：单侧电气量保护的断路器切除故障后，其一侧带电，一侧不带 电，此类断路器被称作故障区域边界断路器，通过识别此类断路器，确定故障区域边界，从 而形成故障区域。 2)确定疑似故障的元件或线路：经过故障区域的识别，发现其中共有M个可能发 生故障的元件，构成元件集合Sls1, sM}。N条可能发生故障的线路，由于线路保护采 用三段保护，一般情况下，一段保护范围为线路全长的80%，因此需将第n条线路分为三 段Pnl、Pn2、Pn3，分别占整条线路的20 %，60 %，20 %，由此构成电网线路集合？{?11，？12，？1广- Pm，P?，PlJ，其中：Sm = 1或Sm = 0表示S中第m个元件处于故障状态或正常状态；Pni = 1 或Pni = 〇表示P中第n条线路的i段处于故障状态或正常状态。 3)建立解析模型并基于解析模型生成目标函数。 4)对目标函数进行优化后检测隐性故障。 所述的期望是指：故障后按照继电保护原理，保护或者断路器做出相应的正确动 作响应，即动作期望，表现为相应的信号期望，即保护的启动信号期望A*，动作信号期望R* 以及断路器的动作信号期望〇。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于保护信号解析模型的继电保护隐性故障检测方法，其特征在于，首先在现有的保护和断路器动作信号的基础上加入保护装置启动信号，并建立保护装置启动信号、保护装置动作信号以及断路器跳闸信号之间关联的解析模型；然后基于上述三种信号的实际状态与期望状态的最大匹配原则，构造反映其中任两者之间差异的目标函数并优化，从而确定故障模式；最后根据保护装置的启动和动作的实际状态与期望状态的差异确定含有隐性故障的保护装置，并在电网发生故障时，使得保护装置检测到特征量而启动并动作，从而驱动相应的断路器跳闸； 所述的保护装置启动信号是指：当保护装置已启动，但由于延时未到时保护装置发出的即时信号；所述的保护装置动作信号是指：保护装置出口的动作信号，可使得驱动断路器跳闸，并使之发出跳闸信号，即线路和元件所配置的D个保护装置动作信号构成的集合为R{r1,r2…rD}，保护启动信号构成的集合为A{a1,a2…aD}，故障后与停电设备相关的所有Q个断路器的跳闸信号构成的集合为C{c1,c2…cQ}；ad＝1表示A中第d个保护启动，ad＝0表示未启动；rd＝1表示R中第d个保护动作，rd＝0表示保护未动作；cq＝1表示C中第q个断路器跳闸，cq＝0表示断路器未跳闸。...

【技术特征摘要】
1. 一种基于保护信号解析模型的继电保护隐性故障检测方法，其特征在于，首先在现 有的保护和断路器动作信号的基础上加入保护装置启动信号，并建立保护装置启动信号、 保护装置动作信号以及断路器跳闸信号之间关联的解析模型；然后基于上述三种信号的实 际状态与期望状态的最大匹配原则，构造反映其中任两者之间差异的目标函数并优化，从 而确定故障模式；最后根据保护装置的启动和动作的实际状态与期望状态的差异确定含有 隐性故障的保护装置，并在电网发生故障时，使得保护装置检测到特征量而启动并动作，从 而驱动相应的断路器跳闸； 所述的保护装置启动信号是指：当保护装置已启动，但由于延时未到时保护装置发出 的即时信号；所述的保护装置动作信号是指：保护装置出口的动作信号，可使得驱动断路 器跳闸，并使之发出跳闸信号，即线路和元件所配置的D个保护装置动作信号构成的集合 为Rlr 1, IyrJ，保护启动信号构成的集合为Aia1, afaD}，故障后与停电设备相关的所有 Q个断路器的跳闸信号构成的集合为Clc1, cfcQ} ;ad = 1表示A中第d个保护启动，ad = O表示未启动；rd = 1表示R中第d个保护动作，rd = O表示保护未动作；Ctl = 1表示C中 第q个断路器跳闸，c, = O表示断路器未跳闸。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，具体包括以下步骤： 1) 确定故障区域； 2) 确定疑似故障的元件或线路； 3) 建立解析模型并基于解析模型生成目标函数； 4) 对目标函数进行优化后检测隐性故障。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的故障区域边界断路器是指：当单侧电 气量保护的断路器切除故障后，其一侧带电，一侧不带电，此类断路器被称作故障区域边界 断路器，通过识别此类断路器，即可确定故障区域边界，从而形成故障区域。4. 根据权利要求2所述的方法，其特征是，在确定故障区域后，发现其中共有M个可 能发生故障的元件，构成元件集合Sls1, Sf sM} ;N条可能发生故障的线路，由于线路保护 采用三段保护，一般情况下，一段保护范围为线路全长的80...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁辰，胡炎，邰能灵，高翔，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31