[發(fā)明專利]基于相對保護熵與名義過渡電阻的電網(wǎng)故障在線檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410587103.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104316836A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童曉陽;王晨;王睿晗
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域，特別涉及一種基于相對保護熵與名義過渡電阻的電網(wǎng)故障在線檢測方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對電力的需求與日俱增，尤其是對優(yōu)質(zhì)電力的需求越來越高。在“西電東送,南北互供,全國聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的實施下，我國電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，當(dāng)電網(wǎng)元件發(fā)生故障時，如果不能及時準(zhǔn)確地切除就會造成更大范圍的損失，因此對繼電保護系統(tǒng)的可靠性帶來了新的挑戰(zhàn)。作為保障電網(wǎng)安全運行的“第一道防線”，保護裝置的正確動作保障了電網(wǎng)的安全可靠運行，反之，則保護誤動與拒動將可能擴大事故范圍，致使電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重的停電事故。傳統(tǒng)的后備保護主要是利用本地量來實現(xiàn)本線路與相鄰線路的故障檢測與切除功能，局部的保護動作有時候不能準(zhǔn)確地判斷電網(wǎng)故障元件，會導(dǎo)致非故障線路的切除，使得其它線路過負荷更嚴(yán)重，進而導(dǎo)致保護連鎖跳閘造成大范圍的停電事故。

近幾年來人們逐步研究了基于廣域信息的廣域后備保護算法。一種做法是利用區(qū)域內(nèi)多點保護與斷路器等開關(guān)量的冗余性檢測故障元件。如文獻[1]引入了基于人工智能的判別單元，利用保護動作信息、故障方向信息、斷路器狀態(tài)與設(shè)備狀態(tài)建立相應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)及保護狀態(tài)期望函數(shù)，從而找出故障元件。文獻[2]根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形成故障識別編碼，利用基于常規(guī)主/后備保護動作和斷路器位置信息，構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù)和狀態(tài)期望函數(shù)，最后利用故障前后的適應(yīng)度分析故障概率，實現(xiàn)高容錯性的故障元件識別。文獻[3]提出了一種基于縱聯(lián)比較原理的廣域后備保護算法。給出了廣域保護范圍的劃分方法，根據(jù)定義的動作系數(shù)和關(guān)聯(lián)系數(shù)，通過收集廣域保護范圍內(nèi)各智能電子設(shè)備的故障方向信息，經(jīng)簡單計算形成故障判據(jù)確定故障位置。該算法在一個方向元件拒動的情況下能夠做出正確判斷。但是以上文獻都只利用了開關(guān)量，并未將開關(guān)量和模擬量相結(jié)合來判別故障元件，在開關(guān)量存在較多誤動與拒動的情況下、尤其是故障線路上的保護拒動、相鄰非故障線路上的保護誤動時，這些算法可能會失效。

文獻[4]分析了小波熵在電力系統(tǒng)故障檢測與判別中應(yīng)用的可行性，探討了基于小波分析理論的小波熵概念，提出了兩種小波熵的定義和計算方法，仿真驗證了小波熵可用在輸電線路的故障檢測。文獻[5]提出一種分層的故障類型識別方法，首先根據(jù)線路故障時三相電流小波熵權(quán)分布曲線，對相互間距離的差異、距離之和進行故障的初步歸類，構(gòu)造表征不同故障類別的樣本，然后采用支持向量機算法對樣本進行訓(xùn)練，得到識別不同故障類型的最優(yōu)分類面。但是目前尚沒有看到文獻研究將“熵”概念應(yīng)用于廣域保護、區(qū)域保護的故障在線檢測方面。

廣域后備保護的另一種做法是利用同步向量測量單元(Phasor?Measurement?Unit，PMU)技術(shù)進行檢測故障元件。如文獻[6]在有限的PMU配置下，提出一種基于故障確信度的廣域多重故障識別新算法，通過分析故障支路的節(jié)點電壓方程，推導(dǎo)多重故障支路的故障等效模型，利用最小二乘法計算預(yù)想故障組合的虛擬故障位置，求取故障確信度，確定真實的故障位置。文獻[7]提出了一種基于保護處監(jiān)測到的有功功率計算過渡電阻的方法，改進了距離保護的判據(jù)，具有對過渡電阻的自適應(yīng)性，根據(jù)過渡電阻的大小自動補償附加測量阻抗。文獻[8]提出一種基于過渡電阻有功功率的保護原理，利用線路兩端測量阻抗、線路正序阻抗及兩端保護實測電流，構(gòu)造過渡電阻有功功率的計算公式進行線路保護。以上文獻主要是針對單重故障或不相鄰的多條線路故障，但是已有文獻均沒有涉及兩條相鄰線路同時發(fā)生故障的情況。已有文獻在計算過渡電阻時均認(rèn)為線路兩端均布置有PMU，沒有考慮有限PMU下過渡電阻的計算。

另外，已有文獻在分別利用區(qū)域內(nèi)多點保護與斷路器等開關(guān)量、利用區(qū)域內(nèi)的PMU的電氣量，沒有將區(qū)域內(nèi)多點保護與斷路器開關(guān)量與區(qū)域內(nèi)多點PMU電氣量很好地結(jié)合起來，雖然文獻[9]研究了同時利用傳統(tǒng)保護元件和PMU數(shù)據(jù)的廣域后備保護算法，將實時獲得的廣域保護動作的故障概率、由正序電壓幅值、線路兩側(cè)正序電流相角差，計算得到電氣量對應(yīng)的故障概率，再將兩種故障概率加權(quán)綜合。但是該文獻的前提是認(rèn)為每條線路的兩側(cè)都布置有PMU。

參考文獻：

[1]旺旸，尹項根，趙逸君，等.基于遺傳算法的區(qū)域電網(wǎng)智能保護[J].電力系統(tǒng)自動化,2008,32(17):40-44.

[2]李振興，尹項根，張哲，等.基于多信息融合的廣域繼電保護新算法[J].電力系統(tǒng)自動化，2011，35(9)：14-18

[3]叢偉，潘貞存，趙建國.基于縱聯(lián)比較原理的廣域繼電保護算法研究[J].中國電機工程學(xué)報，2006，26(21)：8-14.