一种基于故障特征匹配的配网保护方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于故障特征匹配的配电网保护方法，包括步骤：步骤一、在配电网发生故障时，实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值；步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配，获得当前故障所对应的故障类型；步骤三、根据所述故障类型，在保护策略数据库中查询所述故障类型所对应的保护策略；步骤四、根据所查询到的保护策略，形成保护动作，执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。本发明专利技术还提供了相应的系统。实施本发明专利技术，本发明专利技术具有故障定位速度快的特点，提高了维护效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于故障特征匹配的配网保护方法及系统
本专利技术涉及供电网
，特别涉及一种基于故障特征匹配的配网保护方法及系统。
技术介绍
随着配电网不断扩大建设以及大量分布式电源的接入，配电网拓扑结构复杂，且极易发生故障。配电网一次系统接线方式、运行方式以及保护配置情况日趋复杂，而不同模式下各种保护原理的适应情况大相径庭。但是，现有的配电网通常只配置电流采样元件，保护原理采用过流保护、光纤纵联差动保护等，对线路进行故障检测，根据线路的连接级联，并建立多级后备保护方案。这种保护模式故障定位不够精准快速，且忽略了不同情境下保护具体工作适应情况。因此迫切需要研究一种不同维度多种模式相结合下准确故障定位，并确定不同原理保护方案的适用情况。同时，在现有技术中还出现了，通过配网故障测距考虑分析了网络拓扑变化对保护设备的影响，通过获取实际的网络拓扑参数构建一次系统网络模型，以故障距离为变量获得在模型下的故障特征值，测量值与特征值匹配实现故障定位。但是现有的这种技术还存在一些不足之处：首先，缺乏对一次系统接线方式、运行方式、线路故障情况及保护配置情况多维度整体分析，仅能实现故障测距，不能进一步确定保护策略。另外，每一次系统网络拓扑情况确定都要计算与校验处理，影响快速确定故障位置，降低保护动作效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于故障特征匹配的配网保护方法及系统。可以基于多维度信息确定出现故障时的保护方案，同时具有故障定位速度快的特点，提高了维护效率。为了解决上述技术问题，本专利技术的实施例的一方面提供一种基于故障特征匹配的配电网保护方法，包括如下步骤：步骤一、在配电网发生故障时，实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值，其中，所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值；步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配，获得当前故障所对应的故障类型；步骤三、根据所述故障类型，在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略；步骤四、根据所查询到的保护策略，形成保护动作，执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。其中，进一步包括预先形成故障类型数据库的步骤，包括:采集得到配电网一次系统接线方式、运行方式信息，形成所述配电网的拓扑结构；通过故障假设，计算发生每一种故障类型时，所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值，从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值；其中，所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式；存储所述故障类型，以及每一种故障类型所对应的故障特征值，形成故障类型数据库。其中，所述步骤二进一步包括：将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配，分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值，将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加，获得每一故障类型对应的匹配值；比较所有故障类型所对应的匹配值，将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。其中，进一步包括预先形成保护策略数据库的步骤，包括：在形成保护策略数据时，与故障类型数据库中每一故障类型一一对应，按照预定的计算方式确定每一故障类型应采取的保护策略，从而形成保护策略数据库；其中，预定的方式包括下述步骤：将配电网中所有被保护元件抽象为节点，根据配电网中各被保护元件的状态，定义被保护元件状态取值X=（x1,x2,x3,……），其中，正常状态取值为1，故障状态取值为0；根据采集得到的保护配置信息，确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=（z1,z2,z3,……），其中，正常状态取值为1，故障状态取值为0，并建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z)；确定配电网中所配置的各种保护权重系数，主保护、Ｉ段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA，ωB，ωC，ωD；建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi，Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示，Fi=f(X，Z，ω)；比较各保护元件节点动作时间评价值Fi，找出动作时间最短的保护元件动作条件，最终确定每一故障类型对应的保护策略。相应地，本专利技术实施例还提供了一种基于故障特征匹配的配电网保护系统，其包括：配置参数获取单元，用于获取配电网的配置参数信息，所述配置参数信息包括：配电网的网络连接关系、运行方式信息以及保护配置信息；故障类型数据库，存储有通过计算获得的每一故障类型所对应的所述配电网的各位置的参考故障特征值，所述各位置的参考故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值；保护策略数据库，用于存储与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略；运行参数获取单元，用于在配电网发生故障时，根据配电网的运行参数实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值，其中，所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值；故障特征匹配处理单元，用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配，获得当前故障所对应的故障类型；保护处理单元，用于根据所述故障类型，在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略，并形成保护动作，执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。其中，进一步包括故障类型数据库形成单元，包括:第一获取单元，用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网一次系统接线方式、运行方式信息，形成所述配电网的拓扑结构；参考故障特征值获得单元，用于通过故障假设，计算发生每一种故障类型时，所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值，从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值；其中，所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式；第一存储处理单元，用于存储所述故障类型，以及每一种故障类型所对应的参考故障特征值，形成故障类型数据库。其中，所述故障特征匹配处理单元进一步包括：匹配计算单元，用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配，分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值，将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加，获得每一故障类型对应的匹配值；比较确定单元，比较所有故障类型所对应的匹配值，将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。其中，进一步包括保护策略数据库形成单元，其包括：第二获取单元，用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网保护配置信息；保护策略形成单元，用于按照预定的计算方式确定与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略；第二存储处理单元，用于存储每一故障类型所对应的保护策略，形成保护策略数据库。其中，所述保护策略形成单元进一步包括：被保护元件状态确定单元，用于将配电网中所有被保护元件抽象为节点，根据配电网中各被保护元件的状态，定义被保护元件状态取值X=（x1,x2,x3,……），其中，正常状态取值为1，故障状态取值为0；保护设备状态确定单元，用于根据采集得到的保护配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于故障特征匹配的配电网保护方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在配电网发生故障时，实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值，其中，所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值；步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配，获得当前故障所对应的故障类型；步骤三、根据所述故障类型，在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略；步骤四、根据所查询到的保护策略，形成保护动作，执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于故障特征匹配的配电网保护方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在配电网发生故障时，实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值，其中，所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值；步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配，获得当前故障所对应的故障类型；步骤三、根据所述故障类型，在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略；步骤四、根据所查询到的保护策略，形成保护动作，执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括预先形成故障类型数据库的步骤，包括:采集得到配电网一次系统接线方式、运行方式信息，形成所述配电网的拓扑结构；通过故障假设，计算发生每一种故障类型时，所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值，从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值；其中，所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式；存储所述故障类型，以及每一种故障类型所对应的故障特征值，形成故障类型数据库。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配，分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值，将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加，获得每一故障类型对应的匹配值；比较所有故障类型所对应的匹配值，将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括预先形成保护策略数据库的步骤，包括：在形成保护策略数据时，与故障类型数据库中每一故障类型一一对应，按照预定的计算方式确定每一故障类型应采取的保护策略，从而形成保护策略数据库；其中，预定的方式包括下述步骤：将配电网中所有被保护元件抽象为节点，根据配电网中各被保护元件的状态，定义被保护元件状态取值X=（x1,x2,x3,……），其中，正常状态取值为1，故障状态取值为0；根据采集得到的保护配置信息，确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=（z1,z2,z3,……），其中，正常状态取值为1，故障状态取值为0，并建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z)；确定配电网中所配置的各种保护权重系数，主保护、Ｉ段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA，ωB，ωC，ωD；建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi，Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示，Fi=f(X，Z，ω)；比较各保护元件节点动作时间评价值Fi，找出动作时间最短的保护元件动作条件，最终确定每一故障类型对应的保护策略。5.一种基于故障特征匹配的配电网保护系统，其特征在于，包括：配置参数获取单元，用于获取配电网的配置参数信息，所述配置参数信息包括：配电网的网络连接关系、运行方式信息以及保护配置信息；故障类型数据库，存储有通过计算获得的每一故障类型所对应的所述配电网的各位置的参考故障特征值，所述各位置的参考故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值；保护策略数据库，用于存储与故障类型数据库中每一故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，刘子俊，张安龙，郑曦，简学之，晋龙兴，苏忠阳，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，广州穗华能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44