基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法，它首先利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压、电流相量的同步测量；若发生电网单一线路跳闸，广域后备保护系统先后计算修正阻抗、修正导纳和补偿电压，利用补偿电压与线路未跳闸前电网各节点电压进行叠加得到跳闸后电网各变电站的电压相量，然后计算电网每条线路流过的电流并与现有广域测量系统测量到的线路电流构成过负荷防误动保护判据。本发明方法保护动作速度快，可在线路过负荷保护误动作之前将线路可靠闭锁，有效防止电网单一线路跳闸后潮流转移引起其他线路过负荷被误切除，有效防止电网大面积停电事故的发生。
【专利说明】基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统继电保护【技术领域】，具体地说是涉及一种基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法。
【背景技术】
[0002]继电保护的任务是反映被保护元件的故障和不正常运行状态，按照功能可分为主保护与后备保护。其中主保护只担负着快速切除被保护元件故障的任务，基本不受系统运行方式的影响。随着光纤通道的应用，基于双端电气量的高压、超高压系统主保护技术已日臻成熟。而后备保护还担负着做相邻电气元件远后备保护的任务，由于存在着变电站直流电源失效的可能，这一责任是不能取消。现有电网后备保护仅反应保护安装处的信息，受电网拓扑连接关系与运行方式的影响。为保证其可靠性，不得不按照最严酷的情况进行配置与整定；为保证其选择性，不得不牺牲后备保护的快速性与灵敏性。同时由于电网结构日趋复杂，就导致如下安全隐患:
[0003]I)后备保护配合关系复杂，动作时间长。严重时有可能不满足电力系统稳定性所要求的极限切除时间，进而成为大电网安全隐患。
[0004]2)后备保护配置与整定的难度大，且不能跟踪电力系统运行方式的变化，甚至可能出现保护失配或灵敏度不足的情况。
[0005]3)后备 保护不能区分内部故障与故障切除后引起的潮流转移，这有可能导致重负荷情况下的后备保护连锁跳闸。
[0006]在大停电事故中，就出现了尽管电力系统后备保护按照设计原则正确动作，但是客观上却加快了系统崩溃的现象。因此，考虑电网全局信息的后备保护系统研究迫在眉睫。
[0007]近年来，广域同步测量系统(WAMS)的出现为在后备保护中引入系统信息提供了可能。WAMS —是可以同步获取全网内的电气相量，实现了电力系统动态过程的监测；二是将量测量的更新速度由几秒缩减到几十毫秒，为实现电力系统动态过程控制创造了条件，使得从电网整体最优的角度进行后备保护的设计成为可能。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法，利用电网现有广域测量系统实现电网单一线路跳闸后潮流转移引起线路过负荷防误动作的继电保护功能，其克服了【背景技术】中所述的现有技术的不足。
[0009]本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是:
[0010]基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法，它包括如下依序步骤:
[0011]步骤1，广域后备保护系统利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压相量、电流相量的同步测量，实时获取电网同步数据，若线路ij两端的断路器跳开后，则进入步骤2 ;其中:线路ij连接i变电站和j变电站；i=l,…，n ；j=l,…，η ；η为电网变电站总数目；[0012]步骤2，广域后备保护系统计算修正阻抗Wr1M-Zij ;其中=Zij为线路ij的线路阻
抗；Y为电网导纳矩阵；Μ=[0…1----1...0]τ为ηΧ I维矩阵，M矩阵中第i行第I列元素为
1，M矩阵中第j行第I列元素为-1，其他元素为O ;i=l，…，n ；j=l,…，η ;η为电网变电站总数目；ΜΤ为M矩阵的转置矩阵；
[0013]步骤3，广域后备保护系统计算修正导纳M(MH-Zij)4Mt ;其中=Zij为线路ij的线路阻抗；Y为电网导纳矩阵；Μ=[0…1...-1...0]τ为ηΧ I维矩阵，M矩阵中第i行第I列元素为1，M矩阵中第j行第I列元素为-1，其他元素都为O ;i=l，…，n ;j=l，…，η ;n为电网变电站总数目；MT为M矩阵的转置矩阵；
[0014]步骤4，广域后备保护系统计算补偿电压
【权利要求】
1.基于广域信息的电网线路过负荷防误动继电保护方法，其特征在于，包括如下依序步骤:步骤1，广域后备保护系统利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压相量、电流相量的同步测量，实时获取电网同步数据，若线路ij两端的断路器跳开后，则进入步骤2 ;其中:线路ij连接i变电站和j变电站；i=l,…，η ； j=l,…，η ；η为电网变电站总数目；步骤2，广域后备保护系统计算修正阻抗MtFiM-ZL ;其中为线路ij的线路阻抗；Y为电网导纳矩阵；Μ=[0…1----1...0]τ为ηΧ I维矩阵,M矩阵中第i行第I列元素为I,M矩阵中第j行第I列元素为-1，其他元素为O ;i=l,…，n ；j=l,…，η ;η为电网变电站总数目；Mt为M矩阵的转置矩阵；步骤3，广域后备保护系统计算修正导纳M(MVM-Zij);其中=Zij为线路ij的线路阻抗；Y为电网导纳矩阵；Μ=[0…1----1...0]τ为ηΧ I维矩阵，M矩阵中第i行第I列元素为1，M矩阵中第j行第I列元素为-1，其他元素都为O ;i=l,…，n ；j=l,…，n ;n为电网变电站总数目；步骤4，广域后备保护系统计算补偿电压-K 'M(ΜrY 1M-Zij)1 MrY-ι? ；其中:η为电网变电站总数目；/ = [Z1 I2 I1./_2 /J为nXl维矩阵，/,>人、i'、...、/? /,之分别为编号为第1、2、3、…、n_2、n-l、n变电站的注入电流相量；步骤5，广域后备保护系统计算线路ij两端的断路器跳开后电网各变电站的电压相量r'μ(μ7κ'μ?'μ'?;其中:G = I^1 L ?3...L C\, ?η] %ηΧ I维矩阵，Α、?2, ?3、…、?η_2, ?“、穴分别为线路ij两端的断路器跳开后编号为第1、2、3、…、η_2、η_1、η变电站的电压相量；步骤6，广域后备保护系统计算线路i j两端的断路器跳开后线路Ik上流过的电流，并判断<4,是否成立，若成立，则广域后备保护系统判断线路Ik 2IkzIk为正常线路，向线路Ik两端的断路器发出闭锁信号，防止线路过负荷保护误动作；其中:1=1，...，!! ；k=l，...，η ;n为电网变电站总数目；zlk为线路Ik的线路阻抗；Iset为整定电流门槛值；I为线路ij两端的断路器跳开后，现有广域测量系统测量到线路Ik上流过的电流；线路Ik连接I变电站和k变电站；G、U分别为线路ij两端的断路器跳开后I变电站、k变电站的电压相量 。
【文档编号】H02H7/28GK103779853SQ201410053664
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】林富洪 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司莆田供电公司