防连锁跳闸系统及方法技术方案

一种防连锁跳闸系统及方法，所述防连锁跳闸系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；统一协调式防连锁跳闸子系统用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。利用本发明专利技术的防连锁跳闸系统及方法，能够提升传统保护的能力，并加强三道防线的紧密性，由此实现集保护与控制一体化的统一协调式防连锁跳闸策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及到电力系统继电保护设备和方法。
技术介绍
近年来发生的绝大多数大停电事故，都是运行在极限边缘的输电网络，因若干低概率事故(如检修期间发生局部故障)的发生，引发功率大范围转移，造成相邻输电元件相继过载，形成连锁过载跳闸而发生的。这种功率的转移被称为潮流转移，潮流转移发生后，电网将呈现出一系列快速的动态特性。数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)系统中测量值的时差无法良好的应用于动态过程计算，从而导致正常运行状态下的电网分析模型对能量管理系统(Energy Management System，EMS)不在适用，EMS中的大部分高级网络分析计算将难以获得收敛结果，或即使获取到了收敛值也会因为系统状态的快速不断变化而变得没有实用价值。为了满足潮流转移状态下电网动态过程计算的时间尺度，我们需要引入广域监测系统(Wide Area Measurement System，WAMS)信息，利用与当前电网结构实时同步的相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)数据来完成对电网动态过程的描述。对于调度中心而言，应用WAMS的动态数据进行网络分析可以准确的识别电网结构的变化，并进行相关的负荷控制；对于后备保护而言，应用WAMS的动态数据进行整定值调整可以确保后备保护动作的可靠性。在电网安全防御系统设置的三道防线中，传统的继电保护属于第一道防线，负荷控制属于第二道防线，广域保护和紧急控制属于第三道防线。三道防线的划分有明确的界线，但现有技术中却没有对三道防线的应用进行统一协调综合考虑，因此缺乏对于潮流转移状态下综合考虑不同防线的防连锁跳闸技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的旨在衔接继电保护从传统模式向广域模式转变的过渡过程，利用广域信息提升传统距离保护的性能，属于第三道防线和第一道防线的关联应用。以调度中心为决策中枢，利用WAMS信息建立起连接保护整定与负荷控制的桥梁，一方面是利用广域信息提升传统保护的能力，另一方面是加强三道防线在应用上的紧密性，最终实现集保护与控制一体化的统一协调式防连锁跳闸策略，与潮流转移的传递过程在时间轴上同步。为了实现此目的，本专利技术采取的技术方案为如下。一种防连锁跳闸系统，所述系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中，关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；统一协调式防连锁跳闸子系统，用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。其中，所述关联域构建子系统包括互连的主干线路选取模块和关联线路选取模块：所述统一协调式防连锁跳闸子系统包括顺序相连的调度中心决策模块、后备保护动态调整模块和线路过负荷阶梯控制模块；所述主干线路选取模块用于挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；所述关联线路选取模块用于根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；所述调度中心决策模块通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值；所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。特别地，区分节点自阻抗变化率的所述预定阈值为5％。所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：确定系统运行方式，选取整定调整区域；计算整定调整区域内与保护相关的最值及系数；读取整定规则，求解整定中间值；系统稳定则结束，否则在预定时延后，再次计算区域内与保护相关的最值及系数。并且，所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案包括：在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线路的距离III段整定调整；在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案；在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线路负荷状态调整与之相应的距离III段整定值；如果系统稳定则结束；否则在预定时延后，重新选定负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。本专利技术还包括一种防连锁跳闸方法，所述方法包括以下步骤：A、构建关联域；B、实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。所述方法中，构建关联域包括：A1、挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为主干线路选入关联域内；A2、根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选取关联线路；其中，所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关联线路；而所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入关联域内；所述实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制包括：调度中心决策为通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过动态整定系统来完成保护整定的在线调整；所述后备保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防连锁跳闸系统，所述系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式防连锁跳闸子系统，其中，关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁跳闸子系统；统一协调式防连锁跳闸子系统，用于实现调度中心决策，进行后备保护的动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。

【技术特征摘要】
1.一种防连锁跳闸系统，所述系统包括互连的关联域构建子系统和统一协调式
防连锁跳闸子系统，其中，
关联域构建子系统用于构建关联域，并将关联域发送至统一协调式防连锁
跳闸子系统；
统一协调式防连锁跳闸子系统，用于实现调度中心决策，进行后备保护的
动态调整，并进行线路过负荷的阶梯控制。
2.根据权利要求1中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述关联域构建子
系统包括互连的主干线路选取模块和关联线路选取模块；
所述统一协调式防连锁跳闸子系统包括顺序相连的调度中心决策模块、后
备保护动态调整模块和线路过负荷阶梯控制模块；
所述主干线路选取模块用于挑选出网络结构改变前后节点自阻抗变化率大
于预定阈值的节点，搜索与挑选出的节点相连接的线路，将搜索到的线路作为
主干线路选入关联域内；
所述关联线路选取模块用于根据后备保护关联方式和负荷控制关联方式选
取关联线路；
所述后备保护关联方式为将距离III段覆盖范围内的线路选定为后备保护关
联线路；
所述负荷控制关联方式将与主干线路和后备保护关联线路电气距离最小的
发电机节点和负荷节点选定为负荷关联节点，将连接负荷关联节点的线路并入
关联域内；
所述调度中心决策模块通过自动发电控制系统来完成负荷出力调整，通过
动态整定系统来完成保护整定的在线调整；
所述后备保护动态调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，
选取整定调整区域，然后确定区域内与保护相关的最值及系数，读取整定规则，
求解整定中间值；
所述线路过负荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络
灵敏度确定对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据
有功平衡给出相应的发电机减出力、负荷减载方案。
3.根据权利要求2中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述预定阈值为5％。
4.根据权利要求2中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述后备保护动态
调整模块用于完成定值的快速整定，根据系统运行方式，选取整定调整区域，
然后确定区域内与保护相关最值及系数，读取整定规则，求解整定中间值包括：
确定系统运行方式，选取整定调整区域；
计算整定调整区域内与保护相关的最值及系数；
读取整定规则，求解整定中间值；
系统稳定则结束，否则在预定时延后，再次计算区域内与保护相关的最值
及系数。
5.根据权利要求2中所述的防连锁跳闸系统，其特征在于，所述线路过负
荷阶梯控制模块用于选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定对该线
路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给出相应
的发电机减出力、负荷减载方案包括：
在0.5秒内根据距离后备保护整定值自适应调整方案完成关联域内相关线
路的距离III段整定调整；
在0.5秒加预定时延内，选定过负荷幅度最大的线路，根据网络灵敏度确定
对该线路上有功功率占用率最大的发电机编号和负荷节点，并根据有功平衡给
出相应的发电机减出力、负荷减载方案；
在0.5秒加预定时延时下达发电机减出力、负荷减载命令，同时根据新的线

\t路负荷状态调整与之相应的距离II...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦红霞，黄少锋，宋小舟，李继晟，张华年，王增平，马静，孙伟楠，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11