用于配电管理系统的在线保护协调技术方案

一种用于电力系统网络中的自动保护协调的方法，所述电力系统网络包括一个或者多个功率源和多个故障保护设备，其中所述多个故障保护设备远程可控制并且具有多个预先配置的设置，所述方法包括：针对所述电力系统网络的待协调的部分，基于用于所述部分的存储的拓扑数据，标识径向源至负载路径和在所述源至负载路径中的故障保护设备；取回用于标识的故障保护设备的保护设备设置数据，所述保护设备设置数据包括用于所述电力系统网络的所述部分中的远程可控制故障保护设备的所述多个预先配置的设置；基于所述存储的拓扑数据，针对所述电力系统网络的所述部分中的多个可能电气故障中的每个电气故障计算预测的故障电流；考虑用于远程可控制故障保护设备的多个预先配置的设置，针对所述预测的故障电流中的一个或者多个预测的故障电流中的每个预测的故障电流，针对标识的径向源至负载路径中的彼此相邻的每对故障保护设备执行选择性检查；基于所述选择性检查来选择用于远程可控制故障保护设备的设置组合，以在所述对之中使选择性违反最少；基于所述选择的设置组合，向设置已经改变的远程可控制故障保护设备发送改变设置命令。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于电力系统网络中的自动保护协调的方法，包括针对电力系统网络的待协调的部分标识径向源至负载路径和源至负载路径中的故障保护设备。取回用于故障保护设备的设备设置数据，设备设置数据包括用于一些设备的多个预先配置的设置。预测针对所述电力系统网络的所述部分中的多个可能电气故障中的每个电气故障的故障电流，并且考虑用于远程可控制故障保护设备的多个预先配置的设置，针对预测的故障电流中的一个或多个预测的故障电流的每个预测的故障电流执行针对标识的径向源至负载路径中的彼此相邻的每对故障保护设备的选择性检查。选择所述在对之中使选择性检查最少的用于远程可控制故障保护设备的设置组合，并且向远程可控制故障保护设备发送必需改变设置命令。【专利说明】用于配电管理系统的在线保护协调有关申请本申请要求对2012年10月11日提交的序列号13/649，701美国申请的的权益和优先权。通过引用将所述申请的全部内容结合于此。
本申请涉及电力系统，并且更具体地涉及用于提供协调的故障保护和配电系统恢复的技术。
技术介绍
当前美国和全世界的电力公司正在升级它们的配电系统以通过实施增强的监视、配电自动化和控制解决方案来简化和使系统操作自动化。如许多电力公司在其迈向所谓智能电网的路线图中所言，从配电系统操作观点来看最终目的是实现智能的自愈电网。在中断事件中，这些电网应当能够进行永久故障的自动隔离以及自动系统重配置，以通过将受影响的客户切换至可替换功率源以向尽可能多的客户快速恢复功率。可以通过添加各种智能传感器，将传感器和计量数据集成至决策过程，并且使用高级混合(有线/无线)通信基础设施以实施自动故障定位、隔离和负载恢复方案来在配电管理系统(DMS)框架内实现这一目标。然而这种灵活性将一些新问题引入系统操作中。具体而言，自动的网络重新配置可能导致如下情形，在这些情形中，已经预先配置以保护系统免于异常条件的诸如变电站继电器和现场重合器的智能电子设备(IED)可能不再提供有选择性的操作，即确保仅触发与故障最近的那些故障保护设备的操作。在自动恢复系统创建的新配置中，这些设备可能无法在故障期间操作或者可能在正常操作条件期间误操作并且产生不利的跳闸。因而需要用于故障保护协调的改进技术。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括用于配电管理系统(DMS)中的自动在线保护协调的技术。在一些实施例中，这些技术使用DMS网络模型以分析由于自动化的电网开关而创建的电流和所有可能网络拓扑，并且执行负载潮流、短路和保护协调分析。在分析完成之后，通过诸如使用基于监视控制和数据采集(SCADA)通信的在线通信来自动实施网络中的保护协调改变。控制动作可以包括将一个或者多个远程可控制保护设备切换至已经在分析阶段被确定为提供充分选择性的新设置组，或者如果用于远程可控制设备的预先配置的设置不充分则通过直接修改保护设备的设置。根据本专利技术的若干实施例的一种示例方法是一种用于电力系统网络中的自动保护协调的方法，该电力系统网络包括一个或者多个功率源和多个故障保护设备，其中多个故障保护设备远程可控制并且具有多个预先配置的设置。这一示例方法始于用于电力系统网络的待协调的部分的径向源至负载路径的标识和所标识的源至负载路径中的故障保护设备。这一标识操作基于存储的用于网络的拓扑数据，并且可以在一些情况下基于网络模型拓扑，该网络模型拓扑反映自动恢复过程所引起的对网络配置的改变或者计划的改变。这一标识操作可以在一些情况下响应于电力系统网络中的断电事件而执行。该示例过程继续取回用于网络的相关部分中所标识的故障保护设备的保护设备设置数据，包括用于任何远程可控制故障保护设备的预先配置的设置组。用于标识的故障保护设备的保护设备设置数据可以不仅包括用于一些非远程可控制故障保护设备的时间-电流特性、而且包括用于若干远程可控制故障保护设备中的每个故障保护设备的两个或者更多不同的时间-电流特性，其中用于这些远程可控制故障保护设备中的两个或者多个的时间-电流特性中的每个时间-电流特性对应于用于相应设备的多个预先配置的设置之一 O然后保护设备设置被用于基于存储的拓扑数据针对电力系统网络的所述部分中的多个可能电气故障中的每个电气故障计算预测的故障电流。在一些情况下，这包括针对网络的待协调的部分中的多个节点中的每个节点的多个故障类型中的每个故障类型预测故障电流。这些故障类型可以包括以下故障类型中的一些或者所有故障类型:三相故障、线间故障、线到地故障以及线间接地故障。针对预测的故障电流中的一个或者多个故障电流中的每个故障电流，考虑用于远程可控制故障保护设备的多个预先配置的设置，针对标识的径向源至负载路径中的彼此相邻的每对故障保护设备执行选择性检查。针对给定的一对故障保护设备，其中每个故障保护设备具有多个预先配置的设置，这可以包括标识用于没有出现选择性违反(selectivityviolation)的所述对的所有设置组合。在一些系统中，选择性检查包括针对至少一对设备并且针对至少一个预测的故障电流，在延伸至预测的故障电流的范围内的多个电流中的每个电流评估选择性。另外，在一些系统中，针对至少一对故障保护设备执行的选择性检查是基于预先确定的协调时间间隔，其中协调时间间隔定义了在每个预测的故障电流处被协调的设备的时间-电流特性之间的最小时间间距。这些选择性检查的结果用来选择用于远程可控制故障保护设备的设置组合。选择在所述对之中使选择性违反最少的设置组合。如果可能，则选择不存在选择性违反的组合。如果没有这样的组合存在，则在一些系统中选择使协调时间间隔的合计违反最少的组合。在其它系统中，代之以选择存在最小数目的选择性违反的组合。在确定没有不存在选择性违反的组合之后，一些系统可以被配置为选择存在最小数目的选择性违反的组合，并且生成用于远程可编程故障保护设备中的第一故障保护设备的建议的新设置，其中所述建议的新设置将减少选择性违反的数目。在一些情况下，将这一建议的新设置发送至系统操作人员。其它系统可以配置为自动继续向远程可编程故障保护设备发送重新配置命令，以将远程可编程故障保护设备中的第一故障保护设备设置成新设置。最后基于所选择的设置组合，将改变设置命令发送至设置已经改变的远程可控制故障保护设备中的每个故障保护设备。改变设置命令可以使用例如SCADA来发送。以上概述的示例过程可以在一些情况下由恢复开关过程触发。因此，可以在一些情况下在以上概述的过程之前检测功率系统网络中的故障并且基于标识的故障而自动生成恢复开关顺序计划。在这些情况下，响应于所述检测来执行以上概括的标识、计算、执行、选择和发送操作，并且这些操作基于存储的拓扑数据，该拓扑数据反映由于恢复开关顺序计划所致的网络改变。本专利技术的进一步实施例包括一种配置用于执行以上概括的技术中的一种或者若干技术的计算机化系统。本领域技术人员将在阅读以下具体描述和在查看附图时认识到更更多的实施例以及这些实施例中的若干实施例的附加特征和优势。【专利附图】【附图说明】图中的部件并不一定按比例，代之以强调图示本专利技术的原理。另外在图中，相似标记表不相应的部分。在附图中:图1为图示配电系统的一部分的示意图。图2图示用于故障保护设备的时间-电流特性曲线的示例。图3(a)、3(b)和3 (c)分别示出协调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电力系统网络中的自动保护协调的方法，所述电力系统网络包括一个或者多个功率源和多个故障保护设备，其中所述多个故障保护设备远程可控制并且具有多个预先配置的设置，所述方法包括：针对所述电力系统网络的待协调的部分，基于用于所述部分的存储的拓扑数据，标识径向源至负载路径和在所述源至负载路径中的故障保护设备；取回用于标识的故障保护设备的保护设备设置数据，所述保护设备设置数据包括用于所述电力系统网络的所述部分中的远程可控制故障保护设备的所述多个预先配置的设置；基于所述存储的拓扑数据，针对所述电力系统网络的所述部分中的多个可能电气故障中的每个电气故障计算预测的故障电流；考虑用于远程可控制故障保护设备的多个预先配置的设置，针对所述预测的故障电流中的一个或者多个预测的故障电流中的每个预测的故障电流，针对标识的径向源至负载路径中的彼此相邻的每对故障保护设备执行选择性检查；基于所述选择性检查来选择用于远程可控制故障保护设备的设置组合，以在所述对之中使选择性违反最少；基于所述选择的设置组合，向设置已经改变的远程可控制故障保护设备发送改变设置命令。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·伊什切恩科，李朝，J·D·斯托皮斯，M·巴斯，W·L·彼得森，M·G·威克拉玛塞卡拉，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：