基于潮流特征值的智能变电站保护向量诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于潮流特征值的智能变电站保护向量诊断方法，包括建立一次设备间隔及继电保护装置保护向量关联步骤，建立一次设备间隔目标值潮流数据库文件步骤，以客户端模式在线读取继电保护装置保护向量状态值，形成状态潮流值数据库步骤，以一次设备间隔目标值潮流数据库文件为基准，对状态潮流值数据库中相对应间隔潮流数据分别进行差值校核并判断保护向量结果步骤，其有益效果是本发明可实现智能变电站继电保护装置的继电保护向量自动校核，可节省保护向量试验过程中手动记录继电保护装置保护向量信息和手动比较向量环节，减少人为因素造成的保护向量诊断出错几率，并缩短保护向量检查时间。

主权项

一种基于潮流特征值的智能变电站保护向量诊断方法，其特征在于包括如下步骤：（1）建立智能变电站保护向量测试系统，包括一次设备、二次设备和客户端；所述一次设备包括n个一次设备间隔，所述一次设备间隔包括电流/电压互感器、断路器和一次设备母线，其中n为大于1的整数；所述二次设备包括T个继电保护装置和一个以上的合并单元，其中T为大于1的整数；所述电流/电压互感器通过相对应的合并单元与相对应的继电保护装置相连接；所述继电保护装置通过站控层网络与所述客户端相连接；所述客户端安装有基于IEC61850规约的智能变电站配置文件SCD、XML解析模块、诊断结果模块和一次设备间隔与继电保护装置之间相关联模块；（2）所述客户端通过XML解析模块，解析所述智能变电站配置文件SCD中的IED模型内容，得到所述继电保护装置与所述合并单元之间的关联关系以及所述合并单元与其接收的数据所对应的电流/电压互感器的关联关系；解析智能变电站配置文件SCD中的变电站模型内容，得到所述n个一次设备间隔之间的拓扑关系；进而得到所述n个一次设备间隔分别与所述继电保护装置之间的关联关系，并将所述n个一次设备间隔分别与所述继电保护装置之间的关联关系存储的到所述一次设备间隔与继电保护装置之间相关联模块中；（3）在客户端建立一次设备间隔目标潮流数据库：一次设备间隔的潮流特征值分别为潮流相电压、潮流电流、潮流有功功率、潮流无功功率和潮流误差系数；定义一次设备间隔的潮流方向以流出母线为正，流入母线为负值，其中潮流有功功率、潮流无功功率的计算公式分别为，，为潮流相电压和潮流电流的相位差；分别对n个一次设备间隔的潮流相电压和潮流相电流进行赋值，同时根据n个一次设备间隔的互感器传变误差对潮流误差系数进行赋值；进而分别得到n个一次设备间隔的潮流相电压值Uim、潮流电流值Iim、潮流有功功率值Pim、潮流无功功率值Qim和潮流误差值系数Xim，其中i=1,2，…，n；由n个一次设备间隔的潮流相电压值Uim、潮流电流值Iim、潮流有功功率值Pim、潮流无功功率值Qim和潮流误差值系数Xim形成一次设备间隔目标值潮流数据库文件M；（4）建立所述继电保护装置潮流状态值模板，如表1所示；所述继电保护装置状态潮流值模板包括间隔名称、状态潮流名称、MMS地址和状态潮流值；所述间隔名称包括与继电保护装置相关联的一次设备间隔的名称；所述状态潮流名称包括与继电保护装置相关联的一次设备间隔的状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率；所述状态潮流值包括状态潮流电压的a相电压幅值Uia及其相位、状态潮流电压的b相电压幅值Uib及其相位、状态潮流电压的c相电压幅值Uic及其相位、状态潮流电流的a相电流幅值Iia及其相位、状态潮流电流的b相电流幅值Iib及其相位、状态潮流电流的c相电流幅值Iic及其相位、状态潮流有功功率幅值Pi和状态潮流无功功率幅值Qi；表1继电保护装置潮流状态值模板所述继电保护装置潮流状态值模板中的MMS地址与所述状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率分别一一对应；所述状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率与MMS地址的唯一映射方法如下：1）解析智能变电站配置文件SCD文件，找到所述状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率的实例化电压、实例化电流、实例化有功功率、实例化无功功率的逻辑设备名，记为LD_M_U、LD_M_I、LD_M_P、LD_M_Q；2）在所述逻辑设备名下，查询记录逻辑节点类LN_M的实例化电压、实例化电流、实例化有功功率、实例化无功功率的逻辑节点名，记为LN_M_U、LN_M_I、LN_M_P、LN_M_Q；3）根据逻辑节点类LD_M的数据对象、数据属性结构及命名得到电压IEC61850模型地址、电流IEC61850模型地址、有功功率IEC61850模型地址、无功功率IEC61850模型地址，分别为LD_M_U/LN_M_U/PhV、LD_M_I/LN_M_I/A、LD_M_P/LN_M_P/TotW、LD_M_Q/LN_M_Q/TotVAr；4）将电压IEC61850模型地址、电流IEC61850模型地址、有功功率IEC61850模型地址、无功功率IEC61850模型地址分别映射为MMS地址： LD_M_U$LN_M_U$PhV、LD_M_I$LN_M_I$A、 LD_M_P$LN_M_P$TotW、LD_M_Q$LN_M_Q$TotVAr，将所述MMS地址赋值到表1的模板中，分别得到所述状态潮流电压、状态潮流电流、状态潮流有功功率和状态潮流无功功率到MMS地址的唯一映射；（5）向n个一次设备间隔分别加载一次设备间隔目标值潮流数据库文件M中相应的潮流相电压值Uim、潮流电流值Iim、潮流有功功率值Pim和潮流无功功率值Qim，客户端通过SCSM特定通信服务映射到MMS服务映射的读服务，在表1的模板中找到状态潮流名称对应的MMS地址, 然后携带状态潮流名称对应的MMS地址在MMS关联中发起读请求，等待继电保护装置返回状态潮流值信息，然后获取与继电保护装置相关联的所有一次设备间隔的状态潮流值，存储为状态潮流值数据文件Zt，其中t=1,2，…，T；所有状态潮流值数据文件Zt构成了状态潮流值数据库Z；（6）以目标值潮流数据库文件M中一次设备间隔的潮流相电压值Uim、潮流电流值Iim、潮流有功功率值Pim、潮流无功功率值Qim为基准，对继电保护装置状态潮流值数据文件Zt中相对应的一次设备间隔的状态潮流电压Ui、状态潮流电流Ii、状态潮流有功功率Pi和状态潮流无功功率Qi分别进行校核；校核步骤如下：校核步骤1：对一次设备间隔的状态潮流电压和状态潮流电流进行平衡度计算；表达式如下：︱Uim‑Uia︱≤Xim Uim ＆︱Uim‑Uib︱≤Xim Uim ＆︱Uim‑Uic︱≤Xim Uim；    （式1）︱Iim‑Iia︱≤Xim Iim ＆︱Iim‑Iia︱≤Xim Iim ＆︱Iim‑Iic︱≤Xim Iim；           （式2）其中，Uia为状态潮流电压的a相电压值、Uib为状态潮流电压的b相电压值、Uic为状态潮流电压的 c相电压值；Iia为状态潮流电流的a相电流值、Iib为状态潮流电流的b相电流值、Iic为状态潮流电流的c相电流值；如果所述状态潮流电压不满足（式1），得出状态潮流电压不正确的结论；如果所述状态潮流电流不满足（式2），得出状态潮流电流不正确的结论；如果所述状态潮流电压满足（式1）且状态潮流电流满足（式2），则判断Uim及Iim是否均为0；如果Uim及Iim均为0，则转到校核步骤3，否则转到校核步骤2；校核步骤2：判断所述状态潮流电压以及状态潮流电流是否皆为正相序，判断表达式如下：&&（式3）&&（式4）如果所述状态潮流电压的a相电压相位、状态潮流电压的b相电压相位、状态潮流电压的c相电压相位不满足（式3），则得出状态潮流电压不正确的结论；如果所述状态潮流电流的a相电流相位、状态潮流电流Ii的b相电流相位、状态潮流电流Ii的c相电流相位不满足（式4），则得出状态潮流电流不正确的结论；如果所述状态潮流电压的a相电压相位、状态潮流电压的b相电压相位、状态潮流电压的c相电压相位均满足（式3）且所述状态潮流电流的a相电流相位、状态潮流电流Ii的b相电流相位、状态潮流电流Ii的c相电流相位均满足（式4），则转到校核步骤3；校核步骤3：对功率方向进行校核；如果所述状态潮流有功功率值Pi和/或状态潮流无功功率值Qi不满足（式5），则功率方向不正确；如果所述状态潮流有功功率Pi和状态潮流无功功率Qi均满足（式5），则转到校核步骤4；&（式5）校核步骤4：以目标值数据库M为基准，由客户端对T个继电保护装置分别完成其状态潮流值数据文件Zt的校核，从而完成状态潮流值数据库Z的校核，并将对状态潮流值数据库Z校核结果存储在所述诊断结果模块中。