[發明專利]一種基于靈敏度分析的保護定值安全裕度評估方法

有效

• 申請號: 201510048308.8
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104578012B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 楊常府;王均慧;劉穎;張月品;王立鼎;焦邵華
• 申請（專利權）人: 國網北京經濟技術研究院;國網天津市電力公司;國家電網公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙)11224
• 代理人: 吳鴻維

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護定值整定和校核技術領域，是一種適用于對繼電保護定值對電力系統的安全性影響進行定量化分析的新方法，采用了基于繼電保護靈敏性和選擇性校核的計算辦法。

技術背景

繼電保護是保障電力系統安全的第一道防線，對電力系統安全運行影響巨大。繼電保護如果發生“誤動”或“拒動”，輕則造成跳閘甩負荷，重則會燒毀保護設備、發生人命事故甚至造成電網癱瘓，社會經濟損失巨大。因此，很有必要研究繼電保護的“安全性”，并評估其“安全裕度”。

一般對于繼電保護，在技術上主要有四個基本要求，即可靠性、選擇性、快速性和靈敏性。其中，繼電保護的選擇性主要指的是保護裝置對其本身首要保護范圍之外的設備發生故障或不正常工作狀態時的辨別能力，要求這時保護能可靠“不動作”，同時當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時又要能正確動作。繼電保護的靈敏性是指保護裝置對其保護范圍內故障或不正常工作狀態的反映能力，即要求能可靠“動作”，不能拒動，一般通過對被保護設備發生故障時的實際參數與保護裝置的動作整定值的比較來確定。但總的來說，目前缺乏對于繼電保護的“安全裕度”如何評估和量化的研究。

繼電保護通過保護動作行為對系統施加影響，也就是說其影響表現在能否正確地在動作或不動作。影響保護正確動作或不動作的因素包括，保護設備自身是否良好、外部輸入電壓電流等必要數據是否準確、外部輸出回路是否良好、保護原理是否正確、保護定值是否合適、使用設置是否正確等。不考慮人為影響和外部二次回路因素，保護設備自身軟硬件因素可通過保護設備狀態來進行評估，而對于保護原理可合理假定保護原理都是正確無誤的，因此，對保護行為的一個重要影響因素就是保護定值是否合適。理論研究和實際運行經驗都表明，由于保護定值離線整定方法的局限性，很難保證定值在所有運行方式下都完全合理。尤其是保護的選擇性要考慮上下級的配合，在環網、多回線并行等運行方式下部分保護定值失配很難完全徹底避免。因此，對保護行為安全裕度的評估可簡化為對保護定值的評估。

本發明從評估繼電保護對系統安全性的影響角度出發，通過對保護定值的靈敏性校核來評估繼電保護對被保護設備的“正確動作能力的裕度”，通過對選擇性的校核來評估保護會不會誤動，并主要基于靈敏度分析結果定量計算保護定值的“安全裕度”。

發明內容

本發明的目的在于通過對繼電保護定值的靈敏性和選擇性的分析，評估繼電保護對電力系統安全的影響。本發明填補繼電保護安全性評估領域的空白，提出了一種主要基于基于靈敏性分析定量地計算保護定值的“安全裕度”的評估方法。

本發明采取以下技術方案：

一種基于靈敏度分析的保護定值安全裕度評估方法，其特征在于：通過對具體運行方式下保護定值的靈敏性和選擇性的校核計算，獲得保護定值的靈敏度系數，在此基礎上，綜合考慮靈敏性和選擇性的影響，定量計算出保護定值的安全裕度。

本申請公開的基于靈敏度分析的保護定值安全裕度評估方法，其特征在于，所述評估方法包括以下步驟：

步驟1：建立待評估保護定值的繼電保護裝置所在電力系統模型，包括一次設備模型及其拓撲連接關系；

步驟2：建立待評估保護定值的繼電保護裝置的二次設備模型，包括繼電保護裝置屬性、保護動作原理相關的啟動或閉鎖元件、測量元件、時間元件及其相互間的邏輯關系及其對應的定值、繼電保護與其所保護的一次設備的對應關系；

步驟3：在線或離線獲得所述電力系統的運行方式；

步驟4：按給定的運行方式進行電力系統短路故障計算，用計算得出的故障參數對繼電保護裝置進行選擇性和靈敏性校核。

通過保護的選擇性校核得出保護定值是否滿足給定的運行方式下的選擇性要求，通過對保護的靈敏性校核計算得出該保護定值在給定的運行方式下的靈敏系數；

步驟5：計算保護定值的安全裕度；

保護定值安全裕度計算公式如下：

(1)當保護選擇性校核滿足要求且步驟4所計算的靈敏系數不大于整定規程規定的上限時；

(2)保護定值安全裕度＝0，當保護選擇性校核不通過，或所計算的靈敏系數大于整定規程規定的上限時；

其中，所述計算靈敏系數是步驟4中通過對保護的靈敏性校核計算得出該保護定值在給定的運行方式下的靈敏系數；

整定規程要求靈敏系數下限：對于不同類型的保護，繼電保護裝置運行整定規程都規定了相應的靈敏系數范圍，該靈敏系數范圍內的低值即為靈敏系數下限；步驟6：對保護定值安全裕度進行評估；