一种智能网络式电力保护方法及保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力系统继电保护技术领域，公开了一种智能网络式电力保护方法及保护装置。通过本发明专利技术创造，提供了一种将继电保护基础硬件和通讯技术相结合的新型电力保护算法：根据节点所采集到的对应电气模拟量，定性判断电力网络系统是否出现故障，实现保护灵敏性的要求；根据各节点集与上下节点集的电流方向，通过特有的网络式逻辑算法，判断故障位置，实现保护的选择性；从而实现定性判断和网络式逻辑判断目的，使得无需严格的定值设定即可实现全网速动，解决现有电力网络系统中继电保护装置所存在的配合难，定值整定难以及故障切除时间长的问题。

An intelligent network power protection method and device

The invention relates to the technical field of power system relay protection, and discloses an intelligent network type power protection method and protection device. Through the invention, a new electric power protection algorithm combining the basic hardware of relay protection and communication technology is provided: according to the corresponding electric analog quantity collected by the node, qualitatively judge whether the electric power network system is in fault, and realize the requirements of protection sensitivity; according to the current direction of each node set and the upper and lower node sets, through the unique network logic algorithm, To judge the fault location and realize the selectivity of protection, so as to realize the purpose of qualitative judgment and network logic judgment, so as to realize the quick operation of the whole network without strict setting of setting value, and solve the problems of coordination difficulty, setting value difficulty and long fault removal time existing in the existing power network system relay protection devices.

【技术实现步骤摘要】
一种智能网络式电力保护方法及保护装置
本专利技术属于电力系统继电保护
，具体地涉及一种智能网络式电力保护方法及保护装置。
技术介绍
目前的电力系统继电保护装置，一般采取阶梯式保护方案，比如：电流保护和距离保护等，针对这些保护方式，一般又可分为多段，例如针对电流保护，可分为四段，第一段为整条线路的70％，瞬时动作；第二段为整条线路的120％，一段短延时；依次类推，从保护定值和时间上，实现各级保护之间的配合，从而实现继电保护可靠性、安全性、选择性的要求。距离保护也是如此，设置多段和多时限，达到继电保护装置可靠性、安全性、选择性的要求。目前的继电保护原理一般采用比量模式(即定量判断)，通过选择合适的保护定值及保护动作时限实现继电保护的安全性、可靠性、灵敏性、选择性，为保证系统安全、可靠运行，现实应用中多采取多套配置，远、近后备保护配置等。然而随着电力系统发展，双端供电、环形供电，网状供电等供电模式越来越频繁，电网结合越来越紧密，供电半径越来越短，供电线路越来越短，短路电流越来越大，各级短路电流相差越来越小，保护定值越来越难以整定，甚至达到无法整定的情况。此外，随着通讯技术的发展，各种通讯介质如：有线、光纤、无线大量应用，通讯的可靠性和通讯的速率都得到大幅度地提升，为一些实时性要求较高的应用提供了可靠、安全的通道。现代电力通讯规约(例如：103、104、61850、MODBUS等)的成熟和完善为信息传输提供安全、可靠的手段。因此有必要针对目前复杂电力网络中(如：多端供电、并联供电、环形供电等复杂输、供、配、用电系统)继电保护装置所存在的配置难、定值整定难以及故障切除时间长等难题，提供一种将继电保护基础硬件和通讯技术相结合的新型电力保护方法及系列保护装置。
技术实现思路
为了解决现有电力系统各级继电保护装置所存在的配合难、定值整定难以及故障切除时间长的问题，本专利技术目的在于提供一种将继电保护基础硬件和通讯技术相结合的智能网络式电力保护方法及保护装置。本专利技术所采用的技术方案为：一种智能网络式电力保护方法，包括如下步骤：S101.采集本节点的电气模拟量，其中，所述本节点、位于所述本节点周围的第一侧相邻节点和第二侧相邻节点分别为电力系统中的智能网络式电力保护装置，第一侧和第二侧分别为流经本节点的电流方向两端侧；S102.根据本节点采集的电气模拟量判断电力系统是否出现故障，同时判断本节点的电流流向，其中，所述电流流向的判定结果为从第一数据集流向第二数据集、从第二数据集流向第一数据集或无电流流向，所述第一数据集用于记录各个第一侧相邻设备的唯一标识，所述第二数据集用于记录各个第二侧相邻设备的唯一标识，所述第一侧相邻设备为第一侧相邻节点、电源设备或负荷设备，所述第二侧相邻设备为第二侧相邻节点、电源设备或负荷设备；S103.采用网络通讯方式，向网络发送本节点的信息数据集，以及接收来自网络的信息数据集，其中，所述信息数据集包含对应节点的系统故障判定结果和电流流向判定结果；S104.在本节点的系统故障判定结果为出现系统故障时，根据本节点的电流流向判定结果和相邻节点的信息数据集，判断系统故障位置是否在本节点，若在本节点则执行步骤S105,否则返回执行步骤S101；S105.执行本节点的出口跳闸动作。优化的，在所述步骤S101中且采集电气模拟量前，还包括如下步骤：S100.启动本节点的自检程序，若自检合格，则许可采集电气模拟量，否则发出自检不合格告警。优化的，在所述步骤S102中，基于突变量判别方式、零序判别方式、负序判别方式和/或稳态量判别方式来判断电力系统是否出现故障。优化的，在所述步骤S103中，所述网络通讯方式为基于网络IP地址的光纤通讯方式。优化的，在所述步骤S104中，按照如下方式(A)～(E)中的任意组合形式判断系统故障位置是否在本节点：(A)若所述第一数据集或所述第二数据集记录为电源设备标识，且本节点的电流流向为指向电源设备或无电流流向时，则判定故障在本节点；(B)若所述第一数据集或所述第二数据集记录为负荷设备标识，且本节点的电流流向为指向负荷设备时，则判定故障在本节点；(C)针对在所述第一数据集中所指示的第一侧相邻节点和在所述第二数据集中指示的第二侧相邻节点，若根据它们的信息数据集发现电流流向判定结果均为无电流流向，则判定系统故障位置在本节点；(D)在收到所述第一数据集中所指示的任意一个第一侧相邻节点的信息数据集和所述第二数据集中所指示的所有第二侧相邻节点的信息数据集后，若发现该第一侧相邻节点的电流流向判定结果与本节点的电流流向判定结果一致，且发现第二侧相邻节点的电流流向判定结果与本节点的电流流向判定结果相反或为无电流流向，则判定系统故障位置在本节点与第二侧相邻节点之间，视为故障在本节点；(E)在收到所述第一数据集或所述第二数据集中所指示的所有同侧相邻节点的信息数据集后，若发现所有同侧相邻节点的系统故障判定结果为未出现系统故障且任意一个同侧相邻节点的电流流向判定结果与本节点的电流流向判定结果一致，则判定故障位置在本节点。优化的，在所述步骤S105中，还包括：采用网络通讯方式，向远端监控平台发送保护动作报告消息，其中，所述保护动作报告消息包括本节点的唯一标识、故障信息数据集和故障定位结果。本专利技术所采用的另一种技术方案为：一种智能网络式电力保护装置，包括模拟量采集模块、系统故障判别模块、网络通讯模块、故障定位模块和出口跳闸执行模块；所述模拟量采集模块，用于采集本节点的电气模拟量；所述系统故障判别模块，用于根据本节点采集的电气模拟量判断电力系统是否出现故障，同时判断本节点的电流流向，其中，所述电流流向的判定结果为从第一数据集流向第二数据集、从第二数据集流向第一数据集或无电流流向，所述第一数据集用于记录各个第一侧相邻设备的唯一标识，所述第二数据集用于记录各个第二侧相邻设备的唯一标识，所述第一侧相邻设备为第一侧相邻节点、电源设备或负荷设备，所述第二侧相邻设备为第二侧相邻节点、电源设备或负荷设备，第一侧和第二侧分别为流经本节点的电流方向两端侧；所述网络通讯模块，用于采用网络通讯方式，向网络发送本节点的信息数据集，以及接收来自网络的信息数据集，其中，所述信息数据集包含对应节点的系统故障判定结果和电流流向判定结果；所述故障定位模块，用于在本节点的系统故障判定结果为出现系统故障时，根据本节点的电流流向判定结果和相邻节点的信息数据集，判断系统故障位置是否在本节点；所述出口跳闸执行模块，用于在系统故障定位结果为本节点时，执行本节点的出口跳闸动作。优化的，所述模拟量采集模块采用包含电压互感器、电流互感器的模拟量采集回路，所述系统故障判别模块、所述故障定位模块均内嵌在型号为PIC18F2585的片上微处理芯片中，所述网络通讯模块采用通讯接口电路单元，所述出口跳闸执行模块采用包含光电耦合器和继电器的出口跳闸电路单元，其中，所述片上微处理芯片的引脚2和3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能网络式电力保护方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS101.采集本节点的电气模拟量，其中，所述本节点、位于所述本节点周围的第一侧相邻节点和第二侧相邻节点分别为电力系统中的智能网络式电力保护装置，第一侧和第二侧分别为流经本节点的电流方向两端侧；/nS102.根据本节点采集的电气模拟量判断电力系统是否出现故障，同时判断本节点的电流流向，其中，所述电流流向的判定结果为从第一数据集流向第二数据集、从第二数据集流向第一数据集或无电流流向，所述第一数据集用于记录各个第一侧相邻设备的唯一标识，所述第二数据集用于记录各个第二侧相邻设备的唯一标识，所述第一侧相邻设备为第一侧相邻节点、电源设备或负荷设备，所述第二侧相邻设备为第二侧相邻节点、电源设备或负荷设备；/nS103.采用网络通讯方式，向网络发送本节点的信息数据集，以及接收来自网络的信息数据集，其中，所述信息数据集包含对应节点的系统故障判定结果和电流流向判定结果；/nS104.在本节点的系统故障判定结果为出现系统故障时，根据本节点的电流流向判定结果和相邻节点的信息数据集，判断系统故障位置是否在本节点，若在本节点则执行步骤S105,否则返回执行步骤S101；/nS105.执行本节点的出口跳闸动作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能网络式电力保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.采集本节点的电气模拟量，其中，所述本节点、位于所述本节点周围的第一侧相邻节点和第二侧相邻节点分别为电力系统中的智能网络式电力保护装置，第一侧和第二侧分别为流经本节点的电流方向两端侧；
S102.根据本节点采集的电气模拟量判断电力系统是否出现故障，同时判断本节点的电流流向，其中，所述电流流向的判定结果为从第一数据集流向第二数据集、从第二数据集流向第一数据集或无电流流向，所述第一数据集用于记录各个第一侧相邻设备的唯一标识，所述第二数据集用于记录各个第二侧相邻设备的唯一标识，所述第一侧相邻设备为第一侧相邻节点、电源设备或负荷设备，所述第二侧相邻设备为第二侧相邻节点、电源设备或负荷设备；
S103.采用网络通讯方式，向网络发送本节点的信息数据集，以及接收来自网络的信息数据集，其中，所述信息数据集包含对应节点的系统故障判定结果和电流流向判定结果；
S104.在本节点的系统故障判定结果为出现系统故障时，根据本节点的电流流向判定结果和相邻节点的信息数据集，判断系统故障位置是否在本节点，若在本节点则执行步骤S105,否则返回执行步骤S101；
S105.执行本节点的出口跳闸动作。


2.如权利要求1所述的一种智能网络式电力保护方法，其特征在于，在所述步骤S101中且采集电气模拟量前，还包括如下步骤：
S100.启动本节点的自检程序，若自检合格，则许可采集电气模拟量，否则发出自检不合格告警。


3.如权利要求1所述的一种智能网络式电力保护方法，其特征在于，在所述步骤S102中，基于突变量判别方式、零序判别方式、负序判别方式和/或稳态量判别方式来判断电力系统是否出现故障。


4.如权利要求1所述的一种智能网络式电力保护方法，其特征在于，在所述步骤S103中，所述网络通讯方式为基于网络IP地址的光纤通讯方式。


5.如权利要求1所述的一种智能网络式电力保护方法，其特征在于，在所述步骤S104中，按照如下方式(A)～(E)中的任意组合形式判断系统故障位置是否在本节点：
(A)若所述第一数据集或所述第二数据集记录为电源设备标识，且本节点的电流流向为指向电源设备或无电流流向时，则判定故障在本节点；
(B)若所述第一数据集或所述第二数据集记录为负荷设备标识，且本节点的电流流向为指向负荷设备时，则判定故障在本节点；
(C)针对在所述第一数据集中所指示的第一侧相邻节点和在所述第二数据集中指示的第二侧相邻节点，若根据它们的信息数据集发现电流流向判定结果均为无电流流向，则判定系统故障位置在本节点；
(D)在收到所述第一数据集中所指示的任意一个第一侧相邻节点的信息数据集和所述第二数据集中所指示的所有第二侧相邻节点的信息数据集后，若发现该第一侧相邻节点的电流流向判定结果与本节点的电流流向判定结果一致，且发现第二侧相邻节点的电流流向判定结果与本节点的电流流向判定结果相反或为无电流流向，则判定系统故障位置在本节点与第二侧相邻节点之间，视为故障在本节点；
(E)在收到所述第一数据集或所述第二数据集中所指示的所有同侧相邻节点的信息数据集后，若发现所有同侧相邻节点的系统故障判定结果为未出现系统故...

【专利技术属性】
技术研发人员：张照滟，张学圈，
申请(专利权)人：张学圈，
类型：发明
国别省市：陕西;61