基于多电源式继电保护整定计算的电网模型及计算方法技术

本发明专利技术涉及基于多电源式继电保护整定计算的电网模型及计算方法，其建立优化版的多电源新电网模型用于定值的整定计算。基于当前定值整定计算系统中的模型（即大电网），通过对大电网的数据预处理，即通过对电网物理拓扑分析，从电源源端按辐射网架逐级查询母线节点，计算出全网电压等级110kV以下的所有母线段上系统侧等值阻抗，视所有的等值为虚拟外部电源，默认全部停运，依次基础上，在新投产或者基建改造为基础的定值计算过程中，通过人工选取指定确定用于整定计算的电网模型，这一过程称之为设定整定范围。本发明专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。

【技术实现步骤摘要】
基于多电源式继电保护整定计算的电网模型及计算方法
本专利技术的基于多电源式继电保护整定计算方法，其涉及电力系统继电保护整定计算、保障电网安全稳定运行领域，尤其涉及继电保护整定计算依赖的小规模平台式电网模型模式实现辐射网区域化快速生成工程整定范围定值配置图的方法，从应用技术和业务层面消除大电网模型加载和计算效率影响，提升图形可视化的后备定值整定全过程的工作效率。
技术介绍
随着国内电网公司的信息化、自动化建设的发展，继电保护行业定值计算业务基本进入了计算机整定时代，图形化分层（第一层，一次接线图，主要由厂站与站间线构成；第二层，站内图，由站内设备及站间线构成）设计的整定计算系统很好的满足了继电保护工作者的感官，然而计算机技术没有完全融合到继电保护整定计算行业，导致部分应用依旧人为因素占比大，效率低下。当前电网公司对于电压等级110kV及以下电网建设是闭环建设，开环运行，这样建设的目的之一就是提高供电可靠性，随着新能源的高速发展，部分地区的新能源的发展规模及发电量已经足以影响电网的安全稳定运行，在此基础上，电网的继电保护定值整定工作必须考虑多电源的影响，防止定值在部分环境下失去灵敏性或者选择性，给电网安全运行带来风险。基于上述考量，继电保护整定计算面临诸多困难，一套继电保护定值某些时候无法适应综合供电情况下的保护条件，因此需要在不同的网架下投运不同的保护定值以满足继电保护四性的要求，为节省人力和物力资源，通常继电保护定值整定计算过程中优先考虑综合供电情况下的定值满足情况，当无法满足时，则根据不同的运行方式给出多套定值，当实时电网方式切换时，保护装置要求切换保护区，如此反复复算，利用传统的基于供电方案的整定计算系统，涉及大量的人工分析工作，人为影响因素徒增，整定计算工作反而更加复杂，同时最终的定值误整定风险趋高。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术公开了一种基于多电源式继电保护整定计算方法，在辐射电网中，能够基于当前继电保护定值整定计算系统建立小规模平台式电网模型，自定义式应用可控模型范围新方法，用于实现辐射网区域化快速生成工程整定范围定值配置图的自动生成，从应用技术和业务层面消除大电网模型加载和计算效率影响，提升图形可视化的后备定值整定全过程的工作效率。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：基于多电源式拆分继电保护定值整定计算系统的辐射网电网模型，建立优化版的多电源新电网模型用于定值的整定计算。基于当前定值整定计算系统中的模型（即大电网），通过对大电网的数据预处理，即通过对电网物理拓扑分析，从电源源端按辐射网架逐级查询母线节点，计算出全网电压等级110kV以下的所有母线段上系统侧等值阻抗，视所有的等值为虚拟外部电源，默认全部停运，依次基础上，在新投产或者基建改造为基础的定值计算过程中，通过人工选取指定确定用于整定计算的电网模型，这一过程称之为设定整定范围。基于整定计算系统的大电网模型抽取整定范围的模型独立存储，再通过两种电源（虚拟电源与真实电源）的方式切换改造当前工程，最终得到专用于整定计算用途的小规模电网模型（又叫单元模型）。基于多电源式继电保护整定计算应用的总体流程；流程说明如下：步骤1，启动流程；步骤2，建立一个新的整定方案；由于基建工程不同，各个用于整定计算用途的小规模电网模型是相互独立的，互不干扰，新建整定方案的目的是为方便对历史工程整定计算工作的管理；步骤3，设定整定范围；在整定计算系统主接线图（即第一层电网模型）按供电路径选择工程整定的厂站及站间线；步骤4，抽取模型构建工程整定小模型；根据选择的厂站和站间线自动生成一张只有设备元件的模型，模型中的电源包括虚拟外部电源、发电机、外部等值；步骤5，设置电源投运；通过运行方式切换三种电源的投退。步骤6，计算整定参数；基于整定工程小模型计算电流最值与分支系数；步骤7，定值计算；步骤8，新的工程，重复步骤3-步骤7；步骤9，本流程全部结束；基于多电源式继电保护整定计算应用包括两个中间流程，第一个流程是基于主线图选取的厂站及站间线从两张模型图自动匹配成一张模型图；流程说明如下：步骤41，启动流程；步骤42，基于范围拓扑检索厂站；通过物理拓扑，在选取的范围查找相邻的厂站；步骤43，基于厂站检索设备；基于从属关系检索各厂站中的设备；步骤44，基于拓扑及坐标构建小模型；把各个站的设备按主接线图的坐标位置在一张画布整体布局；步骤45，基于物理拓扑添加站内线；基于厂站间和设备的物理节点的对应关系，即物理拓扑，在画布中添加站间线；步骤46，构建完整的计算模型；通过以上操作步骤生成本次工程计算用的完整模型。步骤47，流程结束，执行步骤5。第二个流程是为保障当前的等效电源是能反应大电网的运行特点依据，其包括其他地区对本站点的等值，小电源等值，以及虚拟外部电源。虚拟外部系统的等值涵义指从系统侧归算到本站（或本母线）的大电源。虚拟外部系统是系统侧归算到母线的等效电源，其等值计算过程中包含红色外部等值；虚拟外部系统是系统侧归算到母线等效电源，其等值计算过程中包含红色外部等值及变压器；虚拟外部系统是系统侧归算到母线等效电源，其等值计算过程包含小电源；因此针对不同的整定设备，大电网的设备方式转变为小电网的电源方式。如果对变压器进行整定，那么虚拟外部系统和小电源投运，其他所有电源停运；如果整定线路，只需虚拟外部系统和小电源投运，其他设备类似切换电源即可完成对整个大电网的等效小电网。流程说明如下：步骤51，启动流程；步骤52，确认整定对象在小模型中确认计算定值的相关设备；步骤53，切换电源投退状态；根据整定对象的电气拓扑节点切换投运的虚拟电源；步骤54，流程结束。本专利技术提出的基于多电源式继电保护整定计算应用新方法，从技术层面和业务应用分析角度带来的优点：通过对大电网的分离式分解，对计算模型业务优化，大大缩减计算节点数量，避免整定参数计算时计算机加载大范围的计算模型计算各种条件下的整定参数，从技术层面提升加载效率，提高了计算效率；其三，本专利技术适用于所有支持辐射网的图形化整定计算系统，具备良好的推广价值。本专利技术的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。附图说明图1是本专利技术的流程图。图2是本专利技术自动匹配成模型的流程示意图。图3是本专利技术多电源新电网模型的结构示意图。图4是本专利技术电源切换时的流程图。具体实施方式如图1-4所示，本专利技术的用于定值的整定计算的多电源新电网模型（三个以上为多），其基于多电源式拆分继电保护定值整定计算系统的辐射网电网模型；该辐射网电网模型，其以新投产或者基建改造为基础的定值计算的方式，根据预先设计的要求通过人工选取指定确定；新投产或者基建改造的基础电网包括多个依据拓扑关系电连接虚拟外部系统；虚拟外部系统包括默认为全部停运的虚拟外部电源、其他地区对本站点的外部等值、以及小电源等值；其中，虚拟外部电源为全网电压等级110kV以下的所有母线段上系统侧所有的等值阻抗；其中，该等值阻抗以电网物理拓扑分析的方式从当前定值整定计算系统中的大电网系统中的电源源端按辐射网架逐级查询母线节点计算得到的；多电源新电网模型其包括多个用于整定计算用途的小规模模型；小规模模型，其基于带有虚拟电源与真实电源两种切换改造所述当前的大电网系统，并从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多电源式继电保护整定计算的电网模型，其特征在于：其基于多电源式拆分继电保护定值整定计算系统的辐射网电网模型；该辐射网电网模型，其以新投产或者基建改造为基础的定值计算的方式，根据预先设计的要求通过人工选取指定确定；新投产或者基建改造的基础电网包括多个依据拓扑关系电连接虚拟外部系统；虚拟外部系统包括默认为全部停运的虚拟外部电源、其他地区对本站点的外部等值、以及小电源等值。

【技术特征摘要】
1.一种基于多电源式继电保护整定计算的电网模型，其特征在于：其基于多电源式拆分继电保护定值整定计算系统的辐射网电网模型；该辐射网电网模型，其以新投产或者基建改造为基础的定值计算的方式，根据预先设计的要求通过人工选取指定确定；新投产或者基建改造的基础电网包括多个依据拓扑关系电连接虚拟外部系统；虚拟外部系统包括默认为全部停运的虚拟外部电源、其他地区对本站点的外部等值、以及小电源等值。2.根据权利要求1所述的基于多电源式继电保护整定电网模型，其特征在于:其中，虚拟外部电源为全网电压等级110kV以下的所有母线段上系统侧所有的等值阻抗。3.根据权利要求2所述的基于多电源式继电保护整定电网模型，其特征在于:其中，所述等值阻抗以电网物理拓扑分析的方式从当前定值整定计算系统中的大电网系统中的电源源端按辐射网架逐级查询母线节点计算得到。4.根据权利要求3所述的基于多电源式继电保护整定电网模型，其特征在于:多电源新电网模型其包括多个用于整定计算用途的小规模模型；该小规模模型其基于带有虚拟电源与真实电源两种切换改造所述当前的大电网系统，并从该当前的大电网系统中抽取整定范围的模型并独立存储。5.根据权利要求4所述的基于多电源式继电保护整定电网模型，其特征在于:新投产或者基建改造的基础电网包括依据拓扑关系电连接的虚拟外部系统（1）、虚拟外部系统（2）、以及虚拟外部系统（3）；虚拟外部系统（1）是系统侧归算到母线（1）的等效电源，其等值计算过程中包含外部等值；虚拟外部系统（2）是系统侧归算到母线（2）等效电源，其等值计算过程中包含外部等值及变压器；虚拟外部系统（3）是系统侧归算到母线（3）等效电源，其等值计算过程包含小规模模型中的小电源。6.一种基于多电源式继电保护整定计算方法，其特征在于:基于权利要求1-5任一项的多电源新电网模型；其基于多电源式拆分继电保护定值整定计算系统的辐射网电网模型；该辐射网电网模型，其以新投产或者基建改造为基础的定值计算的方式，根据预先设计的要求通过人工选取指定确定；新投...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭畅，陈海滨，周在阳，张宾宾，周皓，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河北省电力有限公司，国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司，北京中恒博瑞数字电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11