专利名称：区域网络化保护运行状态自适应调整方法
技术领域：
本发明属于电カ系统继电保护技术领域，涉及ー种应用于区域电网集中式网络保护的运行状态自适应调整方法。
背景技术：
随着数字通信技术发展以及变电站标准建模的推广应用，针对区域网络而不是针对具体的物理模型设置继电保护成为了可能。在区域网络化继电保护系统中借助高性能、相对独立的通信系统可方便的获得多个测量点的信息，不仅能完成面向单个独立电气元件的差动保护功能，还能实现面向由多个独立电气元件组成的区域的差动保护功能，为电カ系统提供动作速度快、灵敏度高、性能优良的电流差动保护。区域网络化继电保护系统的常规模式是采集系统和跳闸处理功能就地化安装，以集中式保护装置做总的保护逻辑判断处理。一台集中式保护装置内必然包含多个差动保护功能(每个差动保护功能视为ー个逻辑子単元，后同)；理论上区域网络可以无限大，但是保护装置的数据处理能力是有限的，必须通过任务调度处理机制来保证保护的性能可以满足要求。
发明内容
本发明的目的是提供ー种区域网络化保护运行状态自适应调整方法，以不降低保护性能的前提下解决区域电网规模不断扩大与硬件处理能力不能无限提高的问题。为实现上述目的，本发明的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，将每个逻辑子单元的运行状态的优先等级从低到高依次分为休眠、正常运行、故障运行、故障判別，该方法的步骤如下
(1)初始运行时，各逻辑子単元均设为休眠状态；
(2)采集各断路器及相应刀闸的位置和电流量信息，优先级状态判别逻辑单元根据采集信息判断并设置各逻辑子単元所处运行状态，各逻辑子単元根据设定的运行状态调整频率和计算任务；
(3)逻辑子単元内部设有本単元的运行优先级状态判别逻辑模块，当判断出本単元的实际运行状态与设置状态不一致时，直接调整设置状态为实际运行状态。进ー步的，所述休眠状态表示本子単元目前没有投入运行，需要定时巡检运行信息；正常运行状态表示本子単元已经在系统中运行，需要以较高的频率测量电流，判断运行状态；故障运行状态表示本子単元已经感受到故障，需要频繁进行故障计算；故障判別状态表示为本区域内距离故障点最近的子単元，其中一个判为区内。进ー步的，所述休眠状态中需定时巡检运行信息包括相关断路器、刀闸位置信息、电流ィ目息。进ー步的，所述步骤(2)中运行状态的判断过程为若逻辑子単元中所有的断路器和刀闸均为分位且电流小于无流门槛，则继续休眠，否则需要改变运行状态；若本子単元
3内所有断路器电流均没有突变，则本子単元处于正常运行状态；若有突变则处于故障运行状态；所有处于故障运行状态的子単元内电流突变量最大的断路器所在的两个逻辑子单元设为故障判别子单元。进ー步的，处于故障运行状态的子単元经过与同处于故障运行状态的其他子単元 进行数据交互后才能提高优先等级到故障判别，且一次简单故障处于故障判别优先级的子単元最多有两个。进ー步的，当处于故障状态且电流在设定时间不再发生突变，则此逻辑子単元状态修改为正常运行。进ー步的，当处于故障判别状态的子単元判为区内跳闸后，若闭锁重合闸，则直接设为休眠状态，否则设为故障运行状态，直到重合成功，电流稳定和改为正常运行状态或者重合不成功设为休眠状态。本发明的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，通过每个逻辑子単元自身的运行状态确定并实时调整本子単元的执行优先级，保证故障点相关的逻辑子单元有足够的运行时间资源；无论系统规模有多大，可以通过限制大量占用时间资源的逻辑子単元的个数来降低对保护装置运行性能的要求；根据逻辑子単元自身的状态是否有突变、突变大小排序等信息能够实时、灵活的调整运行优先级，具有強大的自适应性和可扩展性。
图I是实施例的220kV区域电网结构 图2是逻辑子単元优先级状态变化示意图。
具体实施例方式将每个子単元的运行状态分设多个优先等级，从低到高依次为休眠、正常运行、故障运行、故障判别；休眠表示本子単元目前没有投入运行，仅需要定时(如10秒)巡检运行信息(如相关断路器、刀闸位置信息、电流信息等)；正常运行表示本子単元已经在系统中运行，需要以较高的频率(如I秒)测量电流，判断运行状态；故障运行表示本子単元已经感受到故障，需要频繁(如IOms)进行故障计算，解决发展性故障时故障点发展到本子単元保护范围内的情況；故障判别状态表示为本区域内距离故障点最近的子単元，其中有ー个必定判为区内，需要用最高的频率(如Γ2个采样点间隔)实时计算，保证动作时间。子単元处于不同优先级状态时具体执行的计算内容也不相同优先级越高，子単元需要进行的计算和逻辑处理越多，占有的时间也越多。装置设置与各子単元无关的优先级状态判别逻辑单元用于所有逻辑子単元的优先级初始设定，此单元的执行频率介于正常运行和故障运行之间(如50ms);初始状态，各逻辑子单元设为休眠状态，当状态判别子単元判断本逻辑子単元在区域电网系统中处于运行状态时将对应逻辑子单元状态改设为正常运行；如判为故障状态，则直接设为故障运行状态；
逻辑子単元内部设有对于本单元的运行优先级状态判别逻辑，当判断出本単元的状态与当前设定状态不符时，直接调整设置状态为实际运行状态本子单元状态，下一次运行时按照修改后状态进行；当优先级状态从高向低变化时可以直接变化；只有处于故障运行状态的子単元经过与同处于故障运行状态的其他子单元进行数据交互后才能提高优先等级到故障判别，且一次简单故障处于故障判别优先级的子単元最多有2个。区域网络化保护运行状态自适应调整方法步骤如下
(1)初始运行时，各逻辑子単元均设为休眠状态；
(2)采集各断路器及相应刀闸的位置和电流量信息，优先级状态判别逻辑单元根据采集信息判断并设置各逻辑子単元所处运行状态，各逻辑子単元根据设定的运行状态调整频率和计算任务；
(3)逻辑子単元内部设有本単元的运行优先级状态判别逻辑模块，当判断出本単元的实际运行状态与设置状态不一致时，直接调整设置状态为实际运行状态。下面结合附图对区域网络化保护运行状态自适应调整方法进行详细说明
图I为一次系统的网络示意图，可以分为5个逻辑子単元LI (含1DL、8DL做差动)、L2(2DL、9DL)、L3 (10DL、3DL)、BI (4DL、6DL、7DL)和 Ml (1DL、2DL、5DL、3DL、4DL);电流量的采集以各断路器为采集点进行；装置初始运行时5个子单元均为休眠状态。优先级状态判别逻辑单元判断各断路器及相应刀闸的位置和电流量信息确定各逻辑子单元是否处于运行状态。满足以下条件的继续休眠逻辑子単元中所有的断路器和刀闸均为分位且电流小于无流门槛；否则需要改变运行状态。若本子単元内所有断路器电流均没有突变则本子単元处于正常运行状态；若有突变则处于故障运行状态(此逻辑在优先级状态判别逻辑単元和各逻辑子単元中均进行);
所有处于故障运行状态的子単元内电流突变量最大的断路器所在的两个逻辑子单元设为故障判别子单元(本部分逻辑判断仅当子単元处于故障运行状态时才进行)；
处于任何状态的逻辑子单元除处于故障运行状态的以外只要满足休眠条件(逻辑子单元中所有的断路器和刀闸均为分位且电流小于无流门槛)均自动修改自己的优先级状态为休眠状态；
当处于故障状态且电流长时间(如7秒)不再发生突变，则此逻辑子单元状态修改为正常运行；
当处于故障判别状态的子単元判为区内跳闸后，若闭锁重合闸，则直接设为休眠状态，否则设为故障运行状态，直到重合成功，电流稳定后改为正常运行状态或者重合不成功设为休眠状态。
权利要求
1.ー种区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于，将每个逻辑子単元的运行状态的优先等级从低到高依次分为休眠、正常运行、故障运行、故障判别，该方法的步骤如下 (1)初始运行时，各逻辑子単元均设为休眠状态； (2)采集各断路器及相应刀闸的位置和电流量信息，优先级状态判别逻辑单元根据采集信息判断并设置各逻辑子単元所处运行状态，各逻辑子単元根据设定的运行状态调整频率和计算任务； (3)逻辑子単元内部设有本単元的运行优先级状态判别逻辑模块，当判断出本単元的实际运行状态与设置状态不一致时，直接调整设置状态为实际运行状态。
2.根据权利要求I所述的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于，所述休眠状态表示本子単元目前没有投入运行，需要定时巡检运行信息；正常运行状态表示本子単元已经在系统中运行，需要以较高的频率测量电流，判断运行状态；故障运行状态表示本子単元已经感受到故障，需要频繁进行故障计算；故障判别状态表示为本区域内距离故障点最近的子単元，其中一个判为区内。
3.根据权利要求2所述的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于，所述休眠状态中需定时巡检运行信息包括相关断路器、刀闸位置信息、电流信息。
4.根据权利要求I所述的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于，所述步骤(2)中运行状态的判断过程为若逻辑子単元中所有的断路器和刀闸均为分位且电流小于无流门槛，则继续休眠，否则需要改变运行状态；若本子単元内所有断路器电流均没有突变，则本子単元处于正常运行状态；若有突变则处于故障运行状态；所有处于故障运行状态的子単元内电流突变量最大的断路器所在的两个逻辑子单元设为故障判别子单元。
5.根据权利要求I所述的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于，处于故障运行状态的子単元经过与同处于故障运行状态的其他子单元进行数据交互后才能提高优先等级到故障判别，且一次简单故障处于故障判别优先级的子単元最多有两个。
6.根据权利要求I所述的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于当处于故障状态且电流在设定时间不再发生突变，则此逻辑子単元状态修改为正常运行。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的区域网络化保护运行状态自适应调整方法，其特征在于当处于故障判别状态的子単元判为区内跳闸后，若闭锁重合闸，则直接设为休眠状态，否则设为故障运行状态，直到重合成功，电流稳定和改为正常运行状态或者重合不成功设为休眠状态。
全文摘要
本发明涉及区域网络化保护运行状态自适应调整方法，将每个逻辑子单元的运行状态分为休眠、正常运行、故障运行、故障判别，初始运行时，各逻辑子单元均设为休眠状态；采集各断路器及相应刀闸的位置和电流量信息，根据采集信息判断并设置各逻辑子单元所处运行状态，并根据运行状态调整频率和计算任务；运行优先级状态判别逻辑模块判断出本单元的实际运行状态与设置状态不一致时，直接调整设置状态为实际运行状态。本方法通过每个逻辑子单元自身的运行状态确定并实时调整本子单元的执行优先级，保证故障点相关的逻辑子单元有足够的运行时间资源；可通过限制大量占用时间资源的逻辑子单元的个数来降低对保护装置运行性能的要求。
文档编号H02J13/00GK102916490SQ20111044439
公开日2013年2月6日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者胡叶宾, 倪传坤, 杨恢宏, 王智勇, 张新萍, 邓茂军, 姚东晓, 王莉, 陶冶, 赵晓铎 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司, 国家电网公司