[發明專利]用于配電管理系統的在線保護協調

有效

• 申請號: 201310332500.0
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103730957A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: D·伊什切恩科;李朝;J·D·斯托皮斯;M·巴斯;W·L·彼得森;M·G·威克拉瑪塞卡拉
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

有關申請

本申請要求對2012年10月11日提交的序列號13/649,701美國申請的的權益和優先權。通過引用將所述申請的全部內容結合于此。

技術領域

本申請涉及電力系統，并且更具體地涉及用于提供協調的故障保護和配電系統恢復的技術。

背景技術

當前美國和全世界的電力公司正在升級它們的配電系統以通過實施增強的監視、配電自動化和控制解決方案來簡化和使系統操作自動化。如許多電力公司在其邁向所謂智能電網的路線圖中所言，從配電系統操作觀點來看最終目的是實現智能的自愈電網。在中斷事件中，這些電網應當能夠進行永久故障的自動隔離以及自動系統重配置，以通過將受影響的客戶切換至可替換功率源以向盡可能多的客戶快速恢復功率。

可以通過添加各種智能傳感器，將傳感器和計量數據集成至決策過程，并且使用高級混合(有線/無線)通信基礎設施以實施自動故障定位、隔離和負載恢復方案來在配電管理系統(DMS)框架內實現這一目標。然而這種靈活性將一些新問題引入系統操作中。具體而言，自動的網絡重新配置可能導致如下情形，在這些情形中，已經預先配置以保護系統免于異常條件的諸如變電站繼電器和現場重合器的智能電子設備(IED)可能不再提供有選擇性的操作，即確保僅觸發與故障最近的那些故障保護設備的操作。在自動恢復系統創建的新配置中，這些設備可能無法在故障期間操作或者可能在正常操作條件期間誤操作并且產生不利的跳閘。因而需要用于故障保護協調的改進技術。

發明內容

本發明的實施例包括用于配電管理系統(DMS)中的自動在線保護協調的技術。在一些實施例中，這些技術使用DMS網絡模型以分析由于自動化的電網開關而創建的電流和所有可能網絡拓撲，并且執行負載潮流、短路和保護協調分析。在分析完成之后，通過諸如使用基于監視控制和數據采集(SCADA)通信的在線通信來自動實施網絡中的保護協調改變。控制動作可以包括將一個或者多個遠程可控制保護設備切換至已經在分析階段被確定為提供充分選擇性的新設置組，或者如果用于遠程可控制設備的預先配置的設置不充分則通過直接修改保護設備的設置。

根據本發明的若干實施例的一種示例方法是一種用于電力系統網絡中的自動保護協調的方法，該電力系統網絡包括一個或者多個功率源和多個故障保護設備，其中多個故障保護設備遠程可控制并且具有多個預先配置的設置。這一示例方法始于用于電力系統網絡的待協調的部分的徑向源至負載路徑的標識和所標識的源至負載路徑中的故障保護設備。這一標識操作基于存儲的用于網絡的拓撲數據，并且可以在一些情況下基于網絡模型拓撲，該網絡模型拓撲反映自動恢復過程所引起的對網絡配置的改變或者計劃的改變。這一標識操作可以在一些情況下響應于電力系統網絡中的斷電事件而執行。

該示例過程繼續取回用于網絡的相關部分中所標識的故障保護設備的保護設備設置數據，包括用于任何遠程可控制故障保護設備的預先配置的設置組。用于標識的故障保護設備的保護設備設置數據可以不僅包括用于一些非遠程可控制故障保護設備的時間-電流特性、而且包括用于若干遠程可控制故障保護設備中的每個故障保護設備的兩個或者更多不同的時間-電流特性，其中用于這些遠程可控制故障保護設備中的兩個或者多個的時間-電流特性中的每個時間-電流特性對應于用于相應設備的多個預先配置的設置之一。

然后保護設備設置被用于基于存儲的拓撲數據針對電力系統網絡的所述部分中的多個可能電氣故障中的每個電氣故障計算預測的故障電流。在一些情況下，這包括針對網絡的待協調的部分中的多個節點中的每個節點的多個故障類型中的每個故障類型預測故障電流。這些故障類型可以包括以下故障類型中的一些或者所有故障類型：三相故障、線間故障、線到地故障以及線間接地故障。

針對預測的故障電流中的一個或者多個故障電流中的每個故障電流，考慮用于遠程可控制故障保護設備的多個預先配置的設置，針對標識的徑向源至負載路徑中的彼此相鄰的每對故障保護設備執行選擇性檢查。針對給定的一對故障保護設備，其中每個故障保護設備具有多個預先配置的設置，這可以包括標識用于沒有出現選擇性違反(selectivity?violation)的所述對的所有設置組合。在一些系統中，選擇性檢查包括針對至少一對設備并且針對至少一個預測的故障電流，在延伸至預測的故障電流的范圍內的多個電流中的每個電流評估選擇性。另外，在一些系統中，針對至少一對故障保護設備執行的選擇性檢查是基于預先確定的協調時間間隔，其中協調時間間隔定義了在每個預測的故障電流處被協調的設備的時間-電流特性之間的最小時間間距。