一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、利用配电网正常运行时的已知的配电网电源等值相电势和负荷功率进行潮流计算，得到各母线节点电压、各支路功率和配电网等值电源供出的功率；步骤2、根据步骤1的潮流计算的结果计算得到配电网正常运行时配电网线路及负荷的等值阻抗和配电网电源等值阻抗；步骤3、通过计算保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，得到精确的自适应电流速断保护的整定值。本发明专利技术减少了故障后保护整定计算的时间，保证了保护的速动性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法
本专利技术属于电力系统继电保护
，涉及配电网自适应电流速断保护整定方法，尤其是一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法。
技术介绍
配电网继电保护技术的发展现状经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和计算机型等四个发展阶段。上世纪80年代提出了配电网自适应继电保护这一概念。1984年，CIGRE工作组列出了自适应保护的应用条件。1989年，美国爱斯佳公司提出：自适应继电保护的特点是它能够根据电力网络条件的变化自动改变系统参数。自适应继电保护被定义为“能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护原理、特性或定值的保护”。上世纪80年代后期我国开始引入自适应保护的概念，从此我国的各大高校及科研机构相继开始了对自适应继电保护的研究工作，并且取得了很大的进展。自适应保护逐渐被应用于自动重合闸、馈线保护和行波保护。随着我国电网调度自动化系统的发展和变电站自动化技术和无人值守运行方式的迅速普及，自适应原理在微机保护中得到了不同程度的应用，为自适应保护的研究与推广积累了大量的经验，使我国微机保护的智能化得到了进一步的提高。自适应继电保护可以定位为根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的保护。自适应继电保护的思想是是保护尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。配电网由众多的电源设备、逆变电源设备、线路和各种不同类型的用户组成，其运行状态(包括用户负荷的变化、设备的投切、发电机的出力变化等)处于频繁的变化之中。除上述正常运行情况外，电力系统中还可能发生各种类型的故障，故障可能是金属性短路或经过渡电阻短路，同时还有可能是瞬时性或永久性的，因此研究既能适应电力系统的变化，又能可靠准确切除故障的配电线路自适应继电保护技术是一项十分困难的工作。目前自适应电流速断保护的整定方法存在的弊端有二：其一，由于采用了一系列保护安装处故障时的电压、电流分量计算系统侧等效相电势和系统电源侧等效阻抗，因此需要在故障发生后经过采样计算得到这些电压、电流分量后再进行保护的整定(通常工频量的采样计算至少需要半个工频周期)，大大影响了保护的速动性；其二，在计算保护安装处系统侧等效相电势和系统电源侧等效阻抗时，忽略了相邻线路的负荷，即不考虑相邻馈线切改对本条馈线保护整定的影响，降低了保护定值的精确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、保护整定时间短且保护定值精确度高的基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，包括以下步骤：步骤1、利用配电网正常运行时的已知的配电网电源等值相电势和负荷功率进行潮流计算，得到各母线节点电压、各支路功率和配电网等值电源供出的功率；步骤2、根据步骤1的潮流计算的结果计算得到配电网正常运行时配电网线路及负荷的等值阻抗和配电网电源等值阻抗；步骤3、通过计算保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，得到精确的自适应电流速断保护的整定值。而且，所述步骤2的配电网负荷等值阻抗的计算公式为：上式中，ZLi为i节点的负荷等值阻抗，Pi和Qi分别为节点负荷的有功和无功功率；，Ui为负荷所接入母线电压；所述步骤2的配电网电源等值阻抗的计算公式为：式中，ZΦ为配电网电源等值阻抗，为电源相电压，为与电源相连的母线A的母线电压，PS和QS为配电网电源供出的有功和无功功率。而且，所述步骤3的具体步骤包括：(1)计算保护安装处的开路电压式中，ZAB和ZAE分别为配电线路AB段和AE段的等值阻抗；(2)计算保护安装处的短路电流(3)根据步骤(1)和步骤(2)计算得到的保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，进而得到保护安装处的戴维南等值中的等效相电势E′Φ和系统电源侧等效阻抗Z′s其中：(4)依据保护范围α计算可靠系数Krel；Zl为被保护线路全长的等值阻抗。(5)依据步骤(3)计算得到的保护安装处的系统等效相电势E′Φ和系统电源侧等效阻抗Z′s，以及步骤(4)计算得到的可靠系数Krel，得到精确的自适应电流速断保护的整定值Iop；式中，Kd为故障类型系数。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术提出了一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，该方法改变了传统自适应保护根据故障后的数据计算系统侧等效相电势和系统电源侧等效阻抗的思路，根据配电网正常运行时的数据计算系统侧等效相电势和系统电源侧等效阻抗，从而大大缩减了保护整定的时间。同时该方法还计及了相邻馈线对本条馈线保护整定的影响，提高了保护定值的精确性。2、本专利技术利用正常运行时的配电网运行参数计算保护安装处的系统等效相电势和系统电源侧等效阻抗，减少了故障后保护整定计算的时间，保证了保护的速动性。3、本专利技术充分考虑了相邻线路的切改等操作对本条馈线的保护整定带来的影响，更进一步提高了自适应保护的性能。附图说明图1是本专利技术的配电网拓扑结构示意图；图2是本专利技术的配电网线路及线路的等值阻抗；图3是本专利技术的配电网保护安装处开路电压计算示意图；图4是本专利技术的配电网保护安装处短路电流计算示意图；图5是本专利技术的配电网保护安装处戴维南等值电路图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例作进一步详述：本专利技术首先利用配电网正常运行时的配电网等值电源相电势和负荷功率进行潮流计算，得到各母线节点电压和系统电源供出的功率，然后依据潮流计算的结果计算得到负荷等效阻抗和配电网电源等效阻抗，最后通过计算保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，得到精确的自适应电流速断保护的整定值。一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，包括以下步骤：步骤1、利用配电网正常运行时的已知的配电网电源等值相电势和负荷功率进行潮流计算，得到各母线节点电压、各支路功率和配电网等值电源供出的功率；步骤2、根据步骤1的潮流计算的结果计算得到配电网正常运行时配电网线路及负荷的等值阻抗和配电网电源等值阻抗；步骤3、通过计算保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，得到精确的自适应电流速断保护的整定值。所述步骤3的具体步骤包括：(1)计算保护安装处的开路电压(2)计算保护安装处的短路电流(3)根据步骤(1)和步骤(2)计算得到的保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，进而得到保护安装处的戴维南等值中的等效相电势E′Φ和系统电源侧等效阻抗Z′s；(4)依据保护范围α(即保护线路全长的百分数，通常取80％)，计算可靠系数Krel；(5)依据步骤(3)计算得到的保护安装处的系统等效相电势E′Φ和系统电源侧等效阻抗Z′s，以及步骤(4)计算得到的可靠系数Krel，得到精确的自适应电流速断保护的整定值Iop。在本实施例中，以一个典型的辐射状配电网模型为例，对本专利技术的电流速断保护的整定方法进行进一步说明：配电网正常运行时，已知配电网电源等值相电势(配电网电源等值相电势等于配电网所在电压等级的额定相电压)，和馈线首端电压各线路的等值阻抗ZAB、ZBC、ZCD、ZAE(ZAB、ZBC、ZCD、ZAE分别为线路AB、BC、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、利用配电网正常运行时的已知的配电网电源等值相电势和负荷功率进行潮流计算，得到各母线节点电压、各支路功率和配电网等值电源供出的功率；步骤2、根据步骤1的潮流计算的结果计算得到配电网正常运行时配电网线路及负荷的等值阻抗和配电网电源等值阻抗；步骤3、通过计算保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，得到精确的自适应电流速断保护的整定值。

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、利用配电网正常运行时的已知的配电网电源等值相电势和负荷功率进行潮流计算，得到各母线节点电压、各支路功率和配电网等值电源供出的功率；步骤2、根据步骤1的潮流计算的结果计算得到配电网正常运行时配电网线路及负荷的等值阻抗和配电网电源等值阻抗；步骤3、通过计算保护安装处的开路电压和短路电流建立保护安装处的戴维南等值电路，得到精确的自适应电流速断保护的整定值。2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑信息的配电网自适应电流速断保护整定方法，其特征在于：所述步骤2的配电网负荷等值阻抗的计算公式为：上式中，ZLi为i节点的负荷等值阻抗，Ui为负荷所接入母线电压，Pi和Qi分别为节点负荷的有功和无功功率；所述步骤2的配电网电源等值阻抗的计算公式为：式中，ZΦ为配电网电源等值阻抗，为电源相电压，为与...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁一，王旭东，戚艳，黄潇潇，唐萍，李国栋，马世乾，时燕新，吴彬，霍现旭，吴磊，张磐，杨芳，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：天津,12