电力系统继电保护装置运行状态评估方法与流程

本发明属于电力系统继电保护，涉及一种电力系统继电保护装置运行状态评估方法。

背景技术：

1、电力系统继电保护装置是保障系统安全的必要装备，继电保护装置的可靠性不仅直接关系到电网的运行安全。而且继电保护装置内部很可能存在不易被发现的缺陷；在高温湿热环境下,也常常导致继电保护装置出现回路端子接触不良、元器件老化等隐患，继电保护装置维持安全可靠运行的难度很大。目前继电保护信息分散于整定计算系统、保信系统、生产管理信息系统和电网调度自动化系统，这些系统所包含的数据中蕴含了大量关于继电保护装置状态的信息，但仍未得到充分挖掘与利用。实际运行表明，重庆电网每年会发生数十次电网跳闸事件，每次电网在遭受冲击出现大电流时，电网中的所有保护均将面临一次“实战”考验，抓住这些考验数据，对继电保护装置的反应行为进行分析，则相当于对电网的继电保护设备进行动模试验分析。

2、由于数据传输堵塞、数据源不同步、缺乏智能分析工具等问题，目前难以对大数据进行很好的利用，已经开展的继电保护状态在线自动评价技术在准确性、快速性方面还存在明显不足。而且继电保护装置具有继电特性，即在正常运行时其内部的保护计算功能并未启动，只有在故障扰动后才启动保护计算与跳闸判别逻辑。因此，现有状态评估方法多用的是保护装置启动前的静态信息，没有或较少使用保护装置遭受扰动后的动态信息，因此难以获得全面准确的状态评估结果。而要想采用电网扰动信息检测继电保护装置的状态，则必须处理庞大的数据。目前针对继电保护状态评估大数据方法的研究尚未深入开展，尚不能在电网遭受冲击扰动时对保护装置进行自动分析，更缺乏支持自动分析的方法和工具。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于精简指标集的电力系统继电保护装置运行状态评估方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电力系统继电保护装置运行状态评估方法，包括以下步骤：

4、s100、对继电保护装置的运行数据进行精简，提取出一组能完整反应继电保护装置运行状态的精简指标，建立继电保护装置运行状态评估精简指标集；

5、s300、各继电器保护信息子站采集继电保护装置的精简指标的参数信息，并通过通信网络上传继电器保护信息主站；

6、s500、继电器保护信息主站在一次网络发生扰动时，根据继电保护装置的精简指标的参数信息评估继电保护装置的运行状态。

7、进一步的，对继电保护装置的运行数据进行精简的方法为：

8、将继电保护装置工作状态划分为四个工作区域，定义继电保护装置正常工作的区间为正常运行区、定义继电保护装置处于故障状态的区间为故障状态区；并将继电保护装置从正常运行区向故障状态区过渡的区间定义为故障启动区，将继电保护装置从故障状态区向正常运行区过渡的区间定义为故障恢复区；

9、提取出能够用于识别继电保护装置在正常运行区不动作可靠性的指标、用于识别继电保护装置在正常运行区发生误动作风险的指标、用于识别继电保护装置在故障状态区动作行为的正确性的指标、用于识别继电保护装置在故障启动区的安全性的指标以及用于识别继电保护装置在故障恢复区安全性的指标。

10、进一步的，识别继电保护装置在故障状态区的动作行为的正确性的指标包括：识别继电保护装置对故障的反应敏感度的指标、识别继电保护装置处于故障区域外时的误动作风险的指标、识别继电保护装置处于故障区域内时动作的可靠性的指标以及识别继电保护装置作为后备的灵敏性的指标。

11、进一步的，所述精简指标集包括用于观测继电保护装置测量值与启动值之间的相对差异的指标、用于观测继电保护装置测量值与动作边界之间的相对差异的指标、观测继电保护装置动作速度的指标和观测继电保护装置对故障测量的灵敏度指标。

12、进一步的，在建立精简指标集后，还执行以下步骤：

13、s200、验证以精简数据指标来评估继电保护装置可靠性和进行寿命预测的有效性和适用性。

14、进一步的，在所述s200步骤中，利用已建成的智能变电站实验室，构建继电保护装置信息模型精简指标集在保护大数据处理量方面的优势。

15、进一步的，在所述s200步骤中，基于etap仿真系统，建立电网的暂态仿真模型，模拟故障扰动，并将扰动信息直接送给智能变电站实验室内的保护合并单元；分析各继电保护装置在模拟故障扰动的环境下的状态反应，验证基于电网扰动大数据方法评估继电保护装置可靠性各环节关键技术的适用性。

16、进一步的，所述s500步骤包括：

17、在一次系统的继电保护装置切除故障后，确定扰动源的位置；

18、根据各继电保护装置与扰动源的位置关系确定各继电保护装置在故障期间正确动作时精简指标的参数信息，得到预期结果集；

19、将故障区域内各继电保护装置在故障期间的精简指标的参数信息与预期结果集中对应的指标评估标准进行比较，得到每一精简指标的逻辑判断结果；

20、根据各精简指标的逻辑判断结果在预先确定的继电保护装置运行状态评估标准中查询得到对应的继电保护装置运行状态。

21、进一步的，所述s500步骤还包括：

22、将临近故障区域的各继电保护装置在故障期间的精简指标的参数信息与预期结果集中对应的指标评估标准进行比较，得到每一精简指标的逻辑判断结果；

23、根据各精简指标的逻辑判断结果在预先确定的继电保护装置运行状态评估标准中查询得到对应的继电保护装置运行状态。

24、进一步的，所述s500步骤还包括：

25、在定量分析继电保护装置个体设备的当前运行状况、设备可靠度的基础上，利用设备故障率分布函数求取当前设备状况下的等效运行时间，对继电保护装置运行寿命的进行预测。

26、本发明中，通过研究继电保护装置运行状态所具有的大数据特征，通过特征量提取和数据清洗建立一套能完整反映继电保护装置运行状态的精简指标集；通过对运行指标的精简极大地降低了数据的传输量，使信息主站能够在故障结束的短时间内收集大量的信息子站的数据；从而在此精简指标集的基础上，能够方便地对继电保护装置的可靠性、快速性、灵敏性、选择性等方面的状态进行状态评估，并能预测继电保护装置的运行寿命。

技术特征：

1.一种电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，对继电保护装置的运行数据进行精简的方法为：

3.根据权利要求2所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，识别继电保护装置在故障状态区的动作行为的正确性的指标包括：识别继电保护装置对故障的反应敏感度的指标、识别继电保护装置处于故障区域外时的误动作风险的指标、识别继电保护装置处于故障区域内时动作的可靠性的指标以及识别继电保护装置作为后备的灵敏性的指标。

4.根据权利要求1所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于：所述精简指标集包括用于观测继电保护装置测量值与启动值之间的相对差异的指标、用于观测继电保护装置测量值与动作边界之间的相对差异的指标、观测继电保护装置动作速度的指标和观测继电保护装置对故障测量的灵敏度指标。

5.根据权利要求1所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，在建立精简指标集后，还执行以下步骤：

6.根据权利要求5所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，在所述s200步骤中，利用已建成的智能变电站实验室，构建继电保护装置信息模型精简指标集在保护大数据处理量方面的优势。

7.根据权利要求5所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，在所述s200步骤中，基于etap仿真系统，建立电网的暂态仿真模型，模拟故障扰动，并将扰动信息直接送给智能变电站实验室内的保护合并单元；分析各继电保护装置在模拟故障扰动的环境下的状态反应，验证基于电网扰动大数据方法评估继电保护装置可靠性各环节关键技术的适用性。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，所述s500步骤包括：

9.根据权利要求8所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，所述s500步骤还包括：

10.根据权利要求8所述的电力系统继电保护装置运行状态评估方法，其特征在于，所述s500步骤还包括：

技术总结
本发明涉及一种电力系统继电保护装置运行状态评估方法，包括：对继电保护装置的运行数据进行精简，建立继电保护装置运行状态评估精简指标集；各继电器保护信息子站采集继电保护装置的精简指标的参数信息并上传继电器保护信息主站；继电器保护信息主站在一次网络发生扰动时，根据继电保护装置的精简指标的参数信息评估继电保护装置的运行状态。本发明中，通过建立继电保护装置运行状态评估精简指标集极大地降低了数据的传输量，使信息主站能够在故障结束的短时间内收集大量的信息子站的数据；能够方便地对继电保护装置的运行状态进行评估。

技术研发人员：马飞,陈星田,马泽菊,李媛,余铁钞
受保护的技术使用者：重庆电力高等专科学校
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12