一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法技术

本发明专利技术涉及一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，步骤如下：1)：对于一个区域网络，解析其中的变电站的SCD文件，提取各变电站的设备结构数据信息，2)：选择要求配置保护的一次部分，对于线路，寻找该线路两端直接相连的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为该线路的基本差动环；对于母线，寻找该母线节点连接的开关状态为闭合的断路器，以及该母线节点通过线路连接的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为母线的基本差动环。通过与变电站描述语言SCL的结合，并结合断路器实时开关状态，来搜索被保护设备的差动环边界断路器，且通过对断路器开关状态自校验来动态调整差动环边界断路器，准确性高，搜索过程简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及继电保护领域，尤其涉及一种基于变电站配置描述语言SCL的区域保护差动环边界断路器动态搜索方法。
技术介绍
近年来，智能变电站技术和通信技术得到了巨大的发展，使得将较大范围内的电网进行数据上的信息统筹及优化成为可能，从而为更高层面上的保护及控制功能的集中化提供了基础。因此，未来继电保护的发展方向将是基于高性能计算机技术和先进通信网络的智能化保护。IEC6185标准奠定了变电站自动化系统(substation automation system，SAS)的基础，使用面向对象统一建模技术，以及独立于网络的抽象通信服务接口，能够满智能电气设备(intelligent electronic device)的互操作，是具有良好的资自我描述以及网络适应能力的通信协议。在基于IEC6185通信协议的变电站自动化系统中，需要寻求一种对其中模型的统一语言，目前SCL作为唯一描述方法是变电站系统不可或缺的重要组成。目前虽然有较多学者研究差动环的动态扩展方法，但是更多从算法本身出发，较少从底层结构的考虑，更少同变电站相关描述语言结合起来研究，不能很好适应当今变电站的发展趋势。综上分析，有必要把变电站描述语言SCL中对设备及结构的描述加以利用，并结合断路器实时开关状态，来实现差动保护边界断路器的搜索，进而完成区域保护功能，为未来智能电网可靠保护提供了有力的技术支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于变电站描述语言的区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，用以解决现有技术中区域保护差动环边界断路器动态搜索
中不能从底层结构考虑的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，步骤如下：步骤1)：对于一个区域网络，解析其中的变电站的SCD文件，提取各变电站的设备结构数据信息，所述设备结构数据信息包括断路器信息、线路信息和母线信息，断路器信息包括各断路器、各断路器状态，以及各断路器分别直接相连的节点；线路信息包括各线路，以及各线路连接的节点；母线信息包括各母线节点在各节点中的编号；步骤2)：选择要求配置保护的一次部分，对于线路，寻找该线路两端直接相连的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为该线路的基本差动环；对于母线，寻找该母线节点连接的开关状态为闭合的断路器，以及该母线节点通过线路连接的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为母线的基本差动环。进一步的，检测基本差动环中的断路器，若一个断路器状态发生变化，则更新所述步骤1)中断路器信息，若一个断路器出现故障，则移除该故障断路器。进一步的，将步骤1)断路器信息、线路信息和母线信息构成设备属性表和节点属性表；设备属性表和节点属性表的行属性包括：设备编号、种类、状态、直接连接的节点编号。进一步的，将所述设备属性表和节点属性表导入到MATLAB中，生成相应的设备类型矩阵、连接节点矩阵以及母线节点矩阵。进一步的，所述步骤2)中得到一次部分的基本差动环，步骤如下：步骤a)：读取变电站设备名称设备类型矩阵，搜索出需要配置差动保护的一次设备，并找出该一次设备所对应的行；步骤b)：根据步骤a)中该一次设备所在的行搜索设备状态连接节点矩阵，
得到所述一次设备对应的设备状态及连接节点；步骤c)：根据步骤b)中得到的连接节点，搜索设备状态连接节点矩阵的连接节点列，找到所有包括该连接节点的行；步骤d)：根据步骤c)中得到的所有包括该连接点的行，搜索变电站设备名称设备类型矩阵中对应的断路器状态为闭合的行，读取这些行的设备名称列、记录断路器名称，得到对应一次设备的边界差动环断路器。进一步的，所述步骤2)中得到母线的基本差动环，步骤如下：步骤i)：读取母线节点矩阵，找出所有的母线节点；步骤ii)：根据步骤i)中得到的母线节点搜索设备状态连接节点中的连接节点列向量，找出所有包括母线节点的索引行；步骤iii)：根据步骤ii)中索引行搜索变电站设备名称设备类型矩阵，找到该矩阵中处于闭合状态的断路器所在的行，读取这些行的设备名称列、记录断路器名称，得到对应母线的边界差动环断路器。进一步的，当检测到有断路器开关状态发生变化时，则在相应的基本差动环中删除该断路器的相关信息，并更新相应的基本差动环；当检测到有断路器故障时，找出故障断路器两端对应的节点i、j；找出区域最大节点编号N，去除设备属性表中包含故障断路器的那一行，并将设备属性表和节点属性表中的节点i、j换成N+1。进一步的，所判断断路器开关状态的方法如下：采集断路器周围两个电流互感器的电流，并设置电流门槛Iset＝kIN，IN为额定电流，若采样电流大于门限值Iset，则认为有电流，设为1，否则设为0；设两个互感器电流的有无用C1，C2表示，用B表示采集的断路器开关状态，并分配权重为2(B＝2表示断路器闭合)。用T表示断路器实际开关状态，则T＝C1+C2+B≥2时，表示断路器实际处于闭合状态；T＝C1+C2+B＜2时，表示断路器实际处于断开状态。本专利技术提供的一种区域保护朝东环边界断路器动态搜索方法，通过从变电站描述语言SCL中提取出区域网络中各变电站的设备结构信息，并将这些信息分类、规律分布，从中查找一次部分的基本差动环、母线的基本差动环，通过与变电站描述语言SCL的结合，并结合断路器实时开关状态，来搜索被保护设备的差动环边界断路器，且通过对断路器开关状态自校验来动态调整差动环边界断路器，准确性高，搜索过程简单。将从变电站描述语言SCL中得到的各变电站的设备结构信息导入到MATLAB中，并生成相应的设备类型矩阵、连接节点矩阵以及母线节点矩阵，从而通过计算机的方式寻找一次部分和母线的基本差动环，方便高效，而且安全性、准确性高。附图说明图1是SCD文件格式示例图；图2是区域网络图；图3为3/2接线图；图4位差动环边界断路器搜索流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术提供了一种基于变电站配置描述语言SCL的，关于区域电网集中式保护中的差动环边界断路器动态搜索方法，即找出所有配置差动保护的一次设备和母线的边界断路器的编号的方法，下面结合图4详细介绍本专利技术中该方法的思路。一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，具体方法步骤如下：步骤1：对于一个区域网络，解析其中的变电站的SCD文件，提取各变电站的设备结构数据信息，包括变电站名称、设备类型、设备编号、设备状态、断路器直接相连的节点，线路、线路连接的节点，节点中母线节点。如图1所
示，即为SCD文件格式的示例图。在这里，上述提到的设备是指变电站中的一次设备，包括线路和变压器；SCD文件中Substation部分关于变电站设备结构信息，包括线路和变压器所属的变电站名、线路和变压器的名称、线路和变压器的类型及线路和变压器端的节点编号。步骤2：将步骤1中的变电站设备结构信息整理生成设备属性表，各个变电站中所有断路器开关状态整理生成节点属性表，并将设备属性表和节点属性表导入到MATLAB中生成变电站设备名称设备类型矩阵、设备状态连接节点矩阵以及母线节点矩阵；其中设备属性包括设备所属变电站名、设备名称、设备类型、设备状态以及设备端的节点编号；节点属性包括所有节点中的母线节点编号。步骤3)：根据步骤2中的变电站设备名称设备类型矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，其特征在于，步骤如下：步骤1)：对于一个区域网络，解析其中的变电站的SCD文件，提取各变电站的设备结构数据信息，所述设备结构数据信息包括断路器信息、线路信息和母线信息，断路器信息包括各断路器、各断路器状态，以及各断路器分别直接相连的节点；线路信息包括各线路，以及各线路连接的节点；母线信息包括各母线节点在各节点中的编号；步骤2)：选择要求配置保护的一次部分，对于线路，寻找该线路两端直接相连的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为该线路的基本差动环；对于母线，寻找该母线节点连接的开关状态为闭合的断路器，以及该母线节点通过线路连接的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为母线的基本差动环。

【技术特征摘要】
1.一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，其特征在于，步骤如下：步骤1)：对于一个区域网络，解析其中的变电站的SCD文件，提取各变电站的设备结构数据信息，所述设备结构数据信息包括断路器信息、线路信息和母线信息，断路器信息包括各断路器、各断路器状态，以及各断路器分别直接相连的节点；线路信息包括各线路，以及各线路连接的节点；母线信息包括各母线节点在各节点中的编号；步骤2)：选择要求配置保护的一次部分，对于线路，寻找该线路两端直接相连的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为该线路的基本差动环；对于母线，寻找该母线节点连接的开关状态为闭合的断路器，以及该母线节点通过线路连接的节点上开关状态为闭合的所有断路器，即为母线的基本差动环。2.根据权利要求1所述一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，其特征在于，检测基本差动环中的断路器，若一个断路器状态发生变化，则更新所述步骤1)中断路器信息，若一个断路器出现故障，则移除该故障断路器。3.根据权利要求1所述一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，其特征在于，将步骤1)断路器信息、线路信息和母线信息构成设备属性表和节点属性表；设备属性表和节点属性表的行属性包括：设备编号、种类、状态、直接连接的节点编号。4.根据权利要求3所述一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，其特征在于，将所述设备属性表和节点属性表导入到MATLAB中，生成相应的设备类型矩阵、连接节点矩阵以及母线节点矩阵。5.根据权利要求4所述一种区域保护差动环边界断路器动态搜索方法，其特征在于，所述步骤2)中得到一次部分的基本差动环，步骤如下：步骤a)：读取变电站设备名称设备类型矩阵，搜索出需要配置差动保护的
\t一次设备，并找出该一次设备所对应的行；步骤b)：根据步骤a)中该一次设备所在的行搜索设备状态连接节点矩阵，得到所述一次设备对应的设备状态及连接节点；步骤c)：根据步骤b...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖科，林湘宁，薄志谦，魏繁荣，王庆平，金能，朱翊，陈乐，王林，余梦琪，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，华中科技大学，国家电网公司，许昌许继软件技术有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41