[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于差動(dòng)有功功率的廣域后備保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710532980.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107271851B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童曉陽(yáng);連文超;余森林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于差動(dòng)有功功率的廣域后備保護(hù)方法。利用各區(qū)域邊界節(jié)點(diǎn)PMU的電流電壓，計(jì)算各區(qū)域的正序差動(dòng)有功功率，檢測(cè)出故障區(qū)域。對(duì)故障區(qū)域中各疑似線路，由邊界節(jié)點(diǎn)PMU的電流電壓推算未布PMU母線的電壓，將其中最小推算電壓對(duì)應(yīng)的線路判斷為故障線路。當(dāng)發(fā)生高阻接地故障不能判斷故障線路時(shí)，對(duì)于無(wú)分支結(jié)構(gòu)，由布有PMU母線向未布PMU母線推算得到兩個(gè)正序推算電壓；對(duì)于有分支結(jié)構(gòu)，采用動(dòng)態(tài)加權(quán)因子準(zhǔn)確推算得到未布PMU母線的電壓，再計(jì)算各線路的差動(dòng)有功功率。由未布PMU母線各推算電壓之間的相位關(guān)系，構(gòu)造線路的正序、零序、負(fù)序差動(dòng)有功功率的故障判據(jù)。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)故障線路，當(dāng)過(guò)渡電阻達(dá)到300Ω時(shí)仍能準(zhǔn)確識(shí)別出故障線路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代大電網(wǎng)中利用本地信息的傳統(tǒng)后備保護(hù)在整定和配合上有一定的困難，難以滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求，在電網(wǎng)發(fā)生大規(guī)模潮流轉(zhuǎn)移時(shí)，傳統(tǒng)后備保護(hù)有可能進(jìn)入動(dòng)作區(qū)，誤動(dòng)作切除正常線路，造成大面積停電事故。廣域后備保護(hù)利用多點(diǎn)廣域信息，無(wú)需時(shí)間配合檢測(cè)與切除故障，在大電網(wǎng)中適應(yīng)性較好，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。

近年來(lái)隨著同步相量測(cè)量單元PMU(Phasor Measurement Unit)的發(fā)展，使以PMU量測(cè)電壓電流為數(shù)據(jù)源的廣域后備保護(hù)算法成為可能。由于PMU的成本和維護(hù)費(fèi)用較高，在全網(wǎng)安裝PMU不切實(shí)際，已有學(xué)者研究了基于有限PMU的廣域后備保護(hù)算法。

李捷，苗世洪，劉沛，等發(fā)表了“基于分相有功功率差動(dòng)原理的線路高阻接地保護(hù)判據(jù)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35(8):197-201”。該文獻(xiàn)采用集中式廣域后備保護(hù)的區(qū)域結(jié)構(gòu)，將分相差動(dòng)有功功率與傳統(tǒng)的電流差動(dòng)判據(jù)配合，構(gòu)成簡(jiǎn)單的廣域差動(dòng)保護(hù)原理，該算法不受故障位置和電容電流的影響，但由于需要線路兩端的電氣量進(jìn)行功率差動(dòng)，該算法對(duì)每個(gè)IED依賴性都很強(qiáng)，一旦IED故障，算法的有效性可能受到影響。

陳靜，劉滌塵，王寶華等發(fā)表了“基于有限PMU的廣域后備保護(hù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，40(17):67-71,77”。該文獻(xiàn)針對(duì)有限PMU推算未布PMU的母線電壓，定位故障關(guān)聯(lián)母線，再計(jì)算該母線相連所有支路的有功功率估算值和實(shí)際值的相對(duì)誤差來(lái)判斷故障，但是準(zhǔn)確找到故障線路的前提是準(zhǔn)確搜索到與故障線路相連的母線，但是實(shí)際上當(dāng)發(fā)生高阻接地故障時(shí)，僅根據(jù)電壓幅值并不能準(zhǔn)確找到該母線，該算法的檢測(cè)故障效果就受到了影響。

發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN106129975A，公開(kāi)了“一種基于有功功率故障分量判據(jù)的差動(dòng)保護(hù)方法”，研究先獲取差動(dòng)保護(hù)范圍邊界上各斷路器相關(guān)的全部電壓電流同步采樣數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成標(biāo)幺值數(shù)據(jù)，計(jì)算各斷路器相關(guān)的功率故障分量采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，獲得差動(dòng)保護(hù)有功功率的故障分量動(dòng)作值與制動(dòng)值，與故障分量門(mén)檻相比判斷為動(dòng)作則判別故障區(qū)域，但是該專(zhuān)利沒(méi)有涉及高過(guò)渡電阻發(fā)生故障時(shí)故障線路的判斷方法。

現(xiàn)有基于廣域后備保護(hù)方法的準(zhǔn)確性在經(jīng)過(guò)渡電阻接地，尤其是高阻接地故障時(shí)會(huì)受到影響，本發(fā)明在有限PMU布局下，構(gòu)造了與已有方法不同的基于線路差動(dòng)有功功率的廣域后備保護(hù)算法，針對(duì)無(wú)分支結(jié)構(gòu)、有分支結(jié)構(gòu)，均能夠準(zhǔn)確識(shí)別故障線路，而且在發(fā)生高阻接地故障時(shí)仍能夠準(zhǔn)確識(shí)別故障線路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于差動(dòng)有功功率的廣域后備保護(hù)方法，它能夠有效地解決輸電線路經(jīng)高阻接地故障時(shí)故障線路不易檢測(cè)的問(wèn)題，能夠在高阻接地故障時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別故障線路。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種基于差動(dòng)有功功率的廣域后備保護(hù)方法，其步驟如下：

步驟一、采用間隔布點(diǎn)的PMU布局策略，將電網(wǎng)劃分為成若干區(qū)域，將未布PMU的母線且與其相連的各線路以及與其相鄰的各母線組成為一個(gè)區(qū)域，記為區(qū)域Z_k；如果某線路兩端都布置有PMU，則將該線路單獨(dú)作為一個(gè)區(qū)域；