基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法

摘要

本发明公开了电力系统故障识别技术领域中的一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统及其方法。区域保护系统包括数据采集模块、保护效用度整定模块、保护协同度函数生成模块、保护协同度期望函数生成模块和故障识别模块；方法包括：采集保护区域中各自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态；计算各自适应电流保护的效用度；计算各条线路的保护协同度函数值；计算各条线路的保护协同度期望函数值；计算各条线路的自适应电流保护协同因子；根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路。发明能自适应电网运行方式的变化且自适应电流保护判据的形成与保护动作值的获取不依赖于通信系统的同步性，可对故障进行准确判断。

主权项

一种基于自适应电流保护协同因子的区域保护系统，其特征是所述区域保护系统包括数据采集模块、保护效用度整定模块、保护协同度函数生成模块、保护协同度期望函数生成模块和故障识别模块；所述数据采集模块分别与保护效用度整定模块和保护协同度函数生成模块相连；所述保护效用度整定模块分别与数据采集模块、保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块相连；所述保护协同度函数生成模块分别与数据采集模块、保护效用度整定模块和故障识别模块相连；所述保护协同度期望函数生成模块分别与保护效用度整定模块和故障识别模块相连；所述故障识别模块分别与保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块相连；所述数据采集模块用于采集保护区域中各个自适应电流保护的整定值和保护动作实际状态，并将采集到的各个自适应保护的电流整定值发送至保护效用度整定模块，将采集到的各个保护动作实际状态发送至保护协同度函数生成模块；其中，自适应电流保护的整定值包括自适应电流保护的I段整定值、自适应电流保护的II段整定值和自适应电流保护的III段整定值；自适应电流保护的实际状态包括自适应电流保护的I段实际状态、自适应电流保护的II段实际状态和自适应电流保护的III段实际状态；实际状态包括动作状态和不动作状态；所述保护效用度整定模块用于根据各个自适应电流保护的整定值，计算各个自适应电流保护的效用度，再将各个自适应电流保护的效用度发送至保护协同度函数生成模块和保护协同度期望函数生成模块；其中，所述各个自适应电流保护的效用度包括各个自适应电流保护的I段效用度、各个自适应电流保护的II段效用度和各个自适应电流保护的III段效用度；所述保护协同度函数生成模块用于根据各个自适应电流保护的实际状态和各个自适应电流保护的效用度，计算各条线路的保护协同度函数值，再将各条线路的保护协同度函数值发送至故障识别模块；所述保护协同度期望函数生成模块用于根据各个自适应电流保护的效用度计算各条线路的保护协同度期望函数值，再将各条线路的保护协同度期望函数值发送至故障识别模块；所述故障识别模块用于根据各条线路的保护协同度函数值和各条线路的保护协同度期望函数值，计算各条线路的自适应电流保护协同因子，再根据各条线路的自适应电流保护协同因子识别故障线路；所述计算各个自适应电流保护的效用度具体为：采用公式计算各个自适应电流保护的I段对线路L_i效用度；采用公式计算各个自适应电流保护的II段对线路L_i效用度；其中，为自适应电流保护j的II段对于线路L_i的有效距离等值阻抗，并且Z_Li为线路L_i的阻抗；Z_Li1为线路L_i1的阻抗且L_i1为L_i的上级线路；Z_S为系统电源侧的综合阻抗；为自适应电流保护j的II段的整定值；K_d为故障类型系数；E_S为系统的等效相电势；n为自适应电流保护j的保护范围内的线路编号；N为自适应电流保护j的保护范围内的线路数目；采用公式计算各个自适应电流保护的III段对线路L_i效用度；其中，为自适应电流保护j的III段对于线路L_i的有效距离等值阻抗并且Z_Li2为线路L_i2的阻抗且L_i2为L_i1的上级线路；为自适应电流保护j的III段的整定值；所述计算各条线路的保护协同度函数值采用公式：$E_F\left(L_i\right)=\underset{j}{\overset{B_I}{\Sigma }}{\alpha }_{ij}^I{C}_j^I+\underset{j}{\overset{B_{II}}{\Sigma }}{\alpha }_{ij}^{II}{C}_j^{II}+\underset{j}{\overset{B_{III}}{\Sigma }}{\alpha }_{ij}^{III}{C}_j^{III};$其中，为自适应电流保护j的I段对线路L_i效用度；为自适应电流保护j的II段对线路L_i效用度；为自适应电流保护j的III段对线路L_i效用度；为故障发生后自适应电流保护j的I段实际状态值；为故障发生后自适应电流保护j的II段实际状态值；为故障发生后自适应电流保护j的III段实际状态值；当实际状态为动作状态时，实际状态值取1；当实际状态为不动作状态时，实际状态值取0；B_I为自适应电流保护的I段数目；B_II为自适应电流保护的II段数目；B_III为自适应电流保护的III段数目；所述计算各条线路的保护协同度期望函数值采用公式：$E^{*}\left(L_i\right)=\underset{j}{\overset{B_I}{\Sigma }}\left({\alpha }_{ij}^I\underset{t=A,B...}{\Sigma }{\beta }_t^I{C}_{t-ij}^{*I}\right)+\underset{j}{\overset{B_{II}}{\Sigma }}\left({\alpha }_{ij}^{II}\underset{t=A,B...}{\Sigma }{\beta }_t^{II}{C}_{t-ij}^{*II}\right)+\underset{j}{\overset{B_{III}}{\Sigma }}\left({\alpha }_{ij}^{III}\underset{t=A,B...}{\Sigma }{\beta }_t^{III}{C}_{t-ij}^{*III}\right);$其中，为自适应电流保护j的I段对线路L_i的效用度；为自适应电流保护j的II段对线路L_i的效用度；为自适应电流保护j的III段对线路L_i的效用度；为故障线路在自适应电流保护的I段保护范围内且故障点位于故障线路t段的概率；为故障线路在自适应电流保护的II段保护范围内且故障点位于故障线路t段的概率；为故障线路在自适应电流保护的III段保护范围内且故障点位于故障线路t段的概率；为故障发生在线路L_i的t段上时自适应电流保护j的I段处于动作状态的期望值；为故障发生在线路L_i的t段上时自适应电流保护j的II段处于动作状态的期望值；为故障发生在线路L_i的t段上时自适应电流保护j的III段处于动作状态的期望值；t为自适应电流保护的I段、II段及III段的保护范围将故障线路分成的所有段中的一段；B_I为自适应电流保护的I段数目；B_II为自适应电流保护的II段数目；B_III为自适应电流保护的III段数目；所述计算各条线路的自适应电流保护协同因子采用公式其中，E_F(L_i)为线路L_i的保护协同度函数值；E^*(L_i)为线路L_i的保护协同度期望函数值。