一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法技术

本发明专利技术是一种基于容错性的智能变电站集成保护计算方法，其特点是：根据智能变电站保护范围不同划分区域，通过利用元件电流、电压信息得出区域内每个方向元件的方向信息的输出值以及保护区域的差动保护动作信息的输出值，将获取到的每个区域的全部信息相融合计算得出故障元件综合值并与故障元件门槛值相比较，综合每个区域比较的结果根据故障判别原则对故障元件定位。能够保证当数据信息丢失、错误，断路器失灵或是变压器发生励磁涌流而导致差动保护误动或是拒动时仍能够准确判别故障位置。该计算方法科学合理，简单可靠，适用性强，具有良好的容错性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及继电保护
，具体涉及一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法。
技术介绍
随着经济快速发展，我国电网的规模以及复杂度都相应的扩大和提升，运行方式变得更加灵活，对智能变电站继电保护的要求越来越高，与传统变电站相比，智能变电站实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，可以方便地实现互操作。然而智能变电站信息共享的特点容易出现数据丢失或是数据错误的情况。现有智能变电站集成保护计算方法将专家系统的思想应用于变电站内的故障元件判别，建立故障地点与故障电流方向的故障元件判别规则矩阵，通过故障特征量的矩阵运算来实现故障元件的快速判别。然而对于大网络来说，这类规则库的建立变得十分复杂和庞大，并带来专家系统知识库的维护难度大。且还因信息共享化带来了数据丢失、数据错误、断路器失灵或者变压器铁芯饱所致的差动保护拒动、误动故障。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种科学合理，计算准确，适用性强的具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法。解决其技术问题采用的技术方案是，一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，其特征是，它包括如下步骤：1)根据智能变电站保护范围不同划分区域：以变电站内母线、变压器及变电站内所有出线为保护对象，根据保护范围不同划分为站域层保护区和集成层保护区；所述站域层保护区域选取本变电站内所有出线，所述集成层保护区域为变压器和其一侧母线；2)通过利用元件电流、电压信息得出保护区域内每个方向元件的方向信息的输出值以及区域的差动保护动作信息的输出值；方向元件的方向信息输出值以及区域的差动保护动作信息的输出值的原则为：方向信息的正负方向是以流出母线为正流入母线为负，利用电流、电压计算得出的正序功率值，当正序功率大于0时为正方向，其输出值为1；当正序功率小于0时为负方向，其输出值为-1，区域的差动保护动作信息的输出值原则为当保护动作时为1，保护不动作时为-1；3)将获取到的每个区域的全部信息相融合计算得出故障元件综合值并与故障元件门槛值相比较；故障元件综合值计算公式为：其中Pout(k)为第k个保护区域的故障元件综合值，k为所求对应保护区域数，n为保护区域个数，m为变电站内方向元件的个数，Dkj为第k个保护区域所对应的第j个方向元件的输出值，靠近电源端集成区选取变压器低压侧的方向元件前面为正号，靠近负荷端集成区选取变压器高压侧的方向元件前面为正号，其他方向元件前面为负号，CD(k)为差动保护动作信息的输出值，A为靠近负荷端的集成区测得的方向元件仅为变压器两端的方向，当测得的变压器两端的方向为正方向时为1，负方向时为-1；所述故障元件门槛值设定原则为保护区域发生外部故障时计算得出的故障元件综合值的最大值；当故障元件综合值大于门槛值时判定区域发生内部故障，小于门槛值时判定区域发生外部故障，等于门槛值时判定区域发生疑似故障；4)综合每个区域比较的结果根据故障判别原则对故障元件定位：故障判别原则为当站域层保护区及集成层保护区差动保护全都同时动作时判定变压器故障，当站域层保护区差动保护动作而集成层保护区只有一个差动保护动作时判定为保护动作的集成层保护区内的母线故障，当站域层保护区及集成层保护区差动保护全都不动作时判定为变电站无故障元件；当一个集成层保护区域为疑似故障，而另一集成层保护区域和站域层保护区域都为故障时，则切除变压器，如果另一集成层保护区域和站域层保护区域变为正常区域则判别故障元件为变压器；如果另一集成层保护区域和站域层保护区域仍为故障区域则判别故障元件为故障集成层保护区域内母线为故障；当一个集成层保护区域为疑似故障，而另一集成层保护区域为正常，站域层区域为故障时，则判定为疑似故障集成层保护区域内母线为故障元件；当一个站域层保护区域为疑似故障，集成层保护区域都为正常时判定变电站内无故障元件；只有一个集成层保护区域为故障而另一集成层保护区域为正常时判定为故障区域内母线发生故障；集成层保护区域都为故障时判定变压器为故障元件。本专利技术的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，是根据智能变电站保护范围不同划分区域，通过利用元件电流、电压信息得出区域内每个方向元件的方向信息的输出值以及保护区域的差动保护动作信息的输出值，将获取到的每个区域的全部信息相融合计算得出故障元件综合值并与故障元件门槛值相比较，综合每个区域比较的结果根据故障判别原则对故障元件定位。该计算方法能够保证当保护范围内任一故障信息丢失、错误，断路器失灵或者变压器铁芯饱和所致的保护误动或拒动时仍能够准确判别故障位置。该计算方法科学合理，简单可靠，计算准确，适用性强，具有良好的容错性。附图说明图1为一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法的一个具体故障判别原则的流程图；图2为一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法的一个具体变电站系统图；图3为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时CD1保护区域的各个方向元件的输出值、正序功率值；图4为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时CD1保护区域的差动保护动作的输出值、差动电流值、断路器输出值的仿真图；图5为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，基于容错性的智能变电站集成保护算法在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时通过的故障元件综合值计算公式得出的CD1保护区域的故障元件综合值；图6为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时CD2保护区域的各个方向元件的输出值、正序功率值；图7为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时CD2保护区域的差动保护动作的输出值、差动电流值、断路器输出值的仿真图；图8为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时通过的故障元件综合值计算公式得出的CD2保护区域的故障元件综合值；图9为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时CD3保护区域的各个方向元件的输出值、正序功率值；图10为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时CD3保护区域的差动保护动作的输出值、差动电流值、断路器输出值的仿真图；图11为实施例1的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输正常情况时通过的故障元件综合值计算公式得出的CD3保护区域的故障元件综合值；图12为实施例2的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输中CD2保护区域IED4出现数据丢失时的方向输出值和正序功率值的仿真图；图13为实施例2的一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，在变电站变压器发生故障并且数据传输中CD2保护区域出现数据丢失时CD2保护区域的差动保护动作的输出值、差动电流值、断路器输出值的仿真图；图14为实施例2的一种具有容错性能的智能变电站集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，其特征是，它包括如下步骤：1)根据智能变电站保护范围不同划分区域：以变电站内母线、变压器及变电站内所有出线为保护对象，根据保护范围不同划分为站域层保护区和集成层保护区；所述站域层保护区域选取本变电站内所有出线，所述集成层保护区域为变压器和其一侧母线；2)通过利用元件电流、电压信息得出保护区域内每个方向元件的方向信息的输出值、区域的差动保护动作信息的输出值以及断路器的输出值；方向元件的方向信息输出值以及区域的差动保护动作信息的输出值的原则为：方向信息的正负方向是以流出母线为正流入母线为负，利用电流、电压计算得出的正序功率值，当正序功率大于0时为正方向，其输出值为1；当正序功率小于0时为负方向，其输出值为‑1，区域的差动保护动作信息的输出值原则为当保护动作时为1，保护不动作时为‑1；区域断路器的输出值原则为当保护动作时为1，保护不动作时为0；3)将获取到的每个区域的全部信息相融合计算得出故障元件综合值并与故障元件门槛值相比较：故障元件综合值计算公式为：其中Pout(k)为第k个保护区域的故障元件综合值，k为所求对应保护区域数，n为保护区域个数，m为变电站内方向元件的个数，Dkj为第k个保护区域所对应的第j个方向元件的输出值，靠近电源端集成区选取变压器低压侧的方向元件前面为正号，靠近负荷端集成区选取变压器高压侧的方向元件前面为正号，其他方向元件前面为负号，CD(k)为差动保护动作信息的输出值，A为靠近负荷端的集成区测得的方向元件仅为变压器两端的方向，当测得的变压器两端的方向为正方向时为1，负方向时为‑1；所述故障元件门槛值设定原则为保护区域发生外部故障时计算得出的故障元件综合值的最大值；当故障元件综合值大于门槛值时判定区域发生内部故障，小于门槛值时判定区域发生外部故障，等于门槛值时判定区域发生疑似故障；4)综合每个区域比较的结果根据故障判别原则对故障元件定位：故障判别原则为当站域层保护区及集成层保护区差动保护全都同时动作时判定变压器故障，当站域层保护区差动保护动作而集成层保护区只有一个差动保护动作时判定为保护动作的集成层保护区内的母线故障，当站域层保护区及集成层保护区差动保护全都不动作时判定为变电站无故障元件；当一个集成层保护区域为疑似故障，而其他集成层保护区域和站域层保护区域都为故障时，则首先切除变压器，如果其他集成层保护区域和站域层保护区域都变为正常区域则判别故障元件为变压器；如果其他集成层保护区域和站域层保护区域仍为故障区域则判别故障元件为故障集成层保护区域内母线为故障；当一个集成层保护区域为疑似故障，而其他集成层保护区域为正常，站域层区域为故障时，则判定为疑似故障集成层保护区域内母线为故障元件；当一个集成层保护区域为疑似故障，而其他集成层保护区域和站域层保护区域都为正常时，则判定变电站内无故障元件；当一个站域层保护区域为疑似故障，集成层保护区域都为正常时判定变电站内无故障元件；只有一个集成层保护区域为故障而其他集成层保护区域为正常时判定为故障区域内母线发生故障；集成层保护区域都为故障时判定变压器为故障元件。...

【技术特征摘要】
1.一种具有容错性能的智能变电站集成保护计算方法，其特征是，它包括如下步骤：1)根据智能变电站保护范围不同划分区域：以变电站内母线、变压器及变电站内所有出线为保护对象，根据保护范围不同划分为站域层保护区和集成层保护区；所述站域层保护区域选取本变电站内所有出线，所述集成层保护区域为变压器和其一侧母线；2)通过利用元件电流、电压信息得出保护区域内每个方向元件的方向信息的输出值、区域的差动保护动作信息的输出值以及断路器的输出值；方向元件的方向信息输出值以及区域的差动保护动作信息的输出值的原则为：方向信息的正负方向是以流出母线为正流入母线为负，利用电流、电压计算得出的正序功率值，当正序功率大于0时为正方向，其输出值为1；当正序功率小于0时为负方向，其输出值为-1，区域的差动保护动作信息的输出值原则为当保护动作时为1，保护不动作时为-1；区域断路器的输出值原则为当保护动作时为1，保护不动作时为0；3)将获取到的每个区域的全部信息相融合计算得出故障元件综合值并与故障元件门槛值相比较：故障元件综合值计算公式为：其中Pout(k)为第k个保护区域的故障元件综合值，k为所求对应保护区域数，n为保护区域个数，m为变电站内方向元件的个数，Dkj为第k个保护区域所对应的第j个方向元件的输出值，靠近电源端集成区选取变压器低压侧的方向元件前面为正号，靠近负荷端集成区选取变压器高压侧的方向元件前面为正号，其他方向元件前面为负号，CD(k)为差动保护动作信息的输出值，A为靠近负荷端的集成区测得的方向元件仅为变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：金恩淑，魏冀东，金雨薇，王润之，韩慧，岳颖，宣晓辰，王义军，
申请(专利权)人：东北电力大学，国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22