一种基于算子的配网保护定值智能整定方法与流程

本发明涉及配网保护定值整定，尤其涉及一种基于算子的配网保护定值智能整定方法。

背景技术：

1、配电网指变电站以外从电源侧,如输电网、发电设施、分布式电源等接受电能，并通过配电设施逐级或就地分配给各类用户的10千伏电力网络，其中10千伏用户产权专线和分支除外。在配电网发生故障或其他异常情况时，继电保护可快速切除故障、终止异常情况，但如果保护定值不合理，会存在误动和拒动情况。作为保证配电网安全运行的第一道防线，继电保护对于故障处理起着至关重要的作用。

2、目前，110kv及以上电网的保护整定系统已比较完善，但在配网侧，由于网架结构复杂，仍采用传统的经验估算整定的概算式整定计算模式，存在计算工作量大，精度差等问题；部分地区会使用定值整定小软件进行定值计算，但目前的整定软件大多是针对某一地区特定配电网的继电保护设备开发的，整定计算定值配合关系固定，所针对的配电网运行方式有限，同时，缺乏与新型配电网相适应的定值整定计算及管理系统，造成保护相关基础数据管理混乱问题。

3、在中国专利文献上公开的一种“10kv配网定值自动整定方法及系统”，其公开号为cn116316473a，该方法基于10kv线路图，利用识别算法对线路图的拓扑关系、文字、图标进行识别获取，在系统界面选择智能开关，计算智能开关的定值，形成继电保护定值单并上传，上传成功后，可下载excel格式的整定单。该发明提供的方法可实现配网定值精准计算实时更新，配网保护定值工作科学规范，定值计算正确性较高，且根据电源点变化实时调整定值，可实现故障精准隔离、停电影响最小化，但其线路图并非在线实时获取，难以确保线路拓扑模型同源、实时、有效；且其未将保护定值计算规则进行算子化，难以实现灵活配置，大范围统一部署。

技术实现思路

1、本发明旨在解决当前配电网整定计算工作量较大、计算精度较差、配电网难以灵活配置整定进行大范围统一部署以及配电网整定设备成本较高等问题。

2、以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种基于算子的配网保护定值智能整定方法，包括：

3、s1、将保护定值计算规则进行算子化，形成配电线路保护定值智能整定算子库；

4、s2、以县公司为单位配置计算规则，计算各开关对应的各项保护定值，形成该单位下的配电线路保护定值智能整定计算规则库；

5、s3、在外部触发条件满足时，启动配电线路保护定值智能整定计算；

6、s4、完成定值计算后，根据预设校验规则进行定值校验并记录结果。

7、抽取各计算规则中最小可获取的元素形成一级算子，即算子化保护定值计算规则，一级算子是从设备台账及参数等中直接获取的，无需进行计算。由一级算子计算得到二级算子。使用所述方法对省内各地市/县使用的保护定值计算规则进行算子化，形成配电线路保护定值智能整定算子库。开放以县公司为单位的计算规则配置功能，每个县公司可根据本地区线路运行方式选择适合的计算规则，计算规则可通过界面选择一级算子或二级算子进行组合实现。计算各开关对应的各项保护定值，形成该单位下的配电线路保护定值智能整定计算规则库；满足一定的触发条件时，启动配电线路保护定值智能整定计算，完成配网保护定值整定，最后校验结果并记录。通过构建并管理配网保护定值智能整定算子库与计算规则库，适配各县公司差异化计算规则，同时支持后续计算规则的灵活扩展，在保证配网保护定值智能整定的同时实现精益化管理，实现灵活配置，进一步使得配网保护定值整定可进行大范围地统一部署，实现科学的统一化管理。

8、作为优选，在步骤s3中，启动配电线路保护定值智能整定计算包括：

9、s301、调用电网资源业务中台服务，获取实时获取线路拓扑图；

10、s302、通过拓扑分析识别配电线路上各分段开关以及一级分支开关和二级分支开关；

11、s303、根据该线路所属县公司，从配电线路保护定值智能整定计算规则库中匹配相应的计算规则；

12、s304、根据计算规则分别计算配电线路上各类型开关的保护定值。

13、配电线路保护定值智能整定启动后，通过调用电网资源业务中台服务实时获取线路拓扑图，分析识别拓扑线路上各类型继电开关，再根据该线路所属县公司，从配电线路保护定值智能整定计算规则库中匹配相应的计算规则，根据计算规则分别计算配电线路上各类型开关的保护定值。通过改变现有离网独立部署的县级定值计算小软件需人工离线导入线路拓扑模型方式，实现线路拓扑模型在线实时获取，确保线路拓扑模型同源、实时、有效，同时实现配网保护定值智能整定功能大范围统一部署。

14、作为优选，在步骤s2中，配置计算规则包括各个县公司根据本地区线路运行方式选择计算规则，计算规则是通过界面选取一级算子或二级算子进行组合。将整定规则拆解为算子，形成算子库，再基于算子库配置整定规则，通过算子化保证实现计算规则的快速、灵活扩展。

15、作为优选，在步骤s2中，各开关包括配电线路主干线上各分段开关和一级分支开关和二级分支开关，各项保护定值包括过流i段保护定值和过流ii段保护定值和过流iii段保护定值。配电线路主干线上各分段开关指主干线路上安装的断路器；一级分支开关指与主干线路直接相连的分支线首端安装的断路器；二级分支开关指主分支线下游分支线首端安装的断路器；过流ⅰ段保护，即瞬时电流速断保护，速断保护的电流整定值非常大，且没有整定时间，即若达到速断保护电流值，保护装置必须立即动作。过流ⅱ段保护即限时电流速断保护。保护的电流整定值比一段保护小，并且也有整定时间，即线路电流达到整定值并持续一段时间后，保护动作。过流二段保护的电流整定值，必须保证保护本线路的全长，还要延长至下一级线路的前半部分，二段保护是本线路的主保护，并作为下一级线路的远后备保护。过流ⅲ段保护，即定时限过电流保护，保护的电流整定值比二段更小，时间比二段更长，三段保护不仅要保证本线路的全长，还要保证比过流二段保护更长。三段保护是线路的后备保护，并作为下一级线路甚至下下一级的远后备保护。

16、作为优选，在步骤s2中，计算配电线路主干线上各分段开关的过流i段保护定值为：

17、

18、其中，是分段开关1的过流ⅰ段保护定值；是可靠系数；ik.b.max是保护短路电流的最大值；是系统等效电源的相电势，el是系统线电压；zsmin是最小运行方式下内部阻抗；zab是保护范围内线路阻抗，zab＝zl×lab，zl是线路每公里正序阻抗，lab是ab段线路长度。分段开关过流i段保护定值的计算公式算子化过程解决了传统经验估算整定模式计算工作量大，精度差等问题，进一步保证了不同计算规则灵活配置。

19、作为优选，在步骤s3中，触发是以配电线路为单位触发计算或以单个开关为单位触发计算，触发条件包括拓扑异动触发和人工手动触发和系统调用触发。触发条件机制有利于控制配网保护定值整定过程。

20、作为优选，在步骤s1中，进行算子化包括抽取各计算规则中最小可获取的元素形成一级算子，基于一级算子计算获取更高级算子。将整定规则拆解为多级算子为后续规则配置提供重要基础。

21、作为优选，在步骤s4中，记录结果包括当定值校验通过时，形成整定单记录；当定值校验未通过时，记录校验未通过原因。校验结果输出保证配网保护定值工作科学规范，有利于统一化管理。

22、本发明的有益效果是：线路拓扑模型是准确计算保护定值的重要前提，本发明通过改变现有离网独立部署的县级定值计算小软件需人工离线导入线路拓扑模型方式，实现线路拓扑模型在线实时获取，确保线路拓扑模型同源、实时、有效，提高模型的时效性，进而大大提升保护定值计算的准确率，可靠实现配网保护定值智能整定功能大范围统一部署。通过构建并管理配网保护定值智能整定算子库与计算规则库，改变现有整定软件大多是针对某一地区特定配电网的继电保护设备开发的，整定计算定值配合关系固定，所针对的配电网运行方式有限等情况，实现基于同一套计算软件，适配各县公司差异化计算规则，可节省软件投资费用，同时支持后续计算规则的灵活扩展，有效节约后续扩展开发成本。另一方面，本发明有效解决当前配电网整定计算现状设备数量巨大、接线方式复杂、现有的定值整定计算系统装置建模复杂、定值单均为纸质化存档，难以实现统一管理等问题，提升配电网线路继电保护整定效率，强化定值管理、定值校核和定值单下发等业务，实现电网线路继电保护整定标准化、规范化、智能化。