[發明專利]一種故障線路搜索定位方法及系統

在審

• 申請號: 201711033767.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107817422A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 林湘寧;劉堯;金能;邢家維;李正天;戎子睿;張培夫
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網湖北省電力公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,朱毅

技術領域

本發明涉及繼電保護技術領域，特別涉及一種故障線路搜索定位方法及系統。

背景技術

傳統的階段式電流保護(Ⅲ段)具備整定和接線方式簡單、經濟性高的優點，其在配電網中得到廣泛應用。然而，隨著配電網的規模不斷擴大，結構和運行方式越來越復雜，保護的整定配合以及后備保護動作時間較長的一系列問題，對電網的安全穩定運行造成了一定的沖擊。

近年來，基于廣域信息實現的廣域保護受到了廣泛關注。差動保護作為最理想的保護原理，通過評估被保護元件各端電流的平衡性來判斷是否發生內部故障，被譽為有絕對選擇性的快速保護。廣域信息的引入為廣域差動保護的實現提供了基礎，利用獲得的廣域多點信息，對故障進行區內外判斷。廣域電流差動保護不但能提供動作速度較快的差動主保護，還可為相鄰區域提供動作延時小、選擇性好的差動后備保護，性能極為優良。傳統廣域保護按配置角度可分為集中式和分布式兩種架構。隨著計算機等硬件處理能力的不斷提高，系統冗余設計也可得到相應保證，從全局性能的角度考慮出發，采用集中式架構無疑為一種優良的選擇。廣域通信網絡的發展以及同步測量技術的進步，在不遠的將來，保護智能中心有可能在快速保護動作的時間框架內同時獲得全網各節點同步化信息。

但是，如果保護智能中心所管轄的區域配電網分支線路過多，當所有線路電流測量相量在極短時間內同時匯集到保護智能中心后，盡管其數據處理能力已有一定的提高但仍將面臨對海量信息處理的挑戰。在采取串行處理方式對區域內各線路進行遍歷式故障排查搜索時，盡管單次故障搜索耗時較短，但由于整個區域內存在的線路待較多，完成整個區域的故障搜索所需要的計算延時便不可忽略，事實上，正是這一問題制約了集中式廣域保護發展的。另外，考慮單電源供電的配電網，其通常僅在線路電源一側配置測量保護單元，對于這類目前主流的配電網，無法獲得差動電流所需的線路兩端電流，針對配電網這一特點，有必要設計具有絕對選擇性的具備快速搜索能力的算法來提高配電網保護性能。

發明內容

本發明提供了一種故障線路搜索定位方法及系統，用以解決現有配電網無法獲得線路兩端電流來進行相應的差動保護判斷和同時進行大量差動判斷會產生較長的計算處理時延的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種故障線路搜索定位方法，包括以下步驟：

步驟1、對配電網進行層級劃分，確定所述配電網中各條線路的層級；

步驟2、根據各條線路上的保護裝置的安裝位置，確定每一個層級對應的切割面；

步驟3、根據所述切割面、各個所述保護裝置同步輸出的線路電流和預設差動保護判據，對所述配電網通過二分法依次進行縱向搜索和橫向搜索，完成故障線路搜索定位。

本發明的有益效果是：對整個配電網進行層級劃分，確定每一個層級對應的切割面；同時根據廣域信息，獲得各個保護裝置同步輸出的線路電流。利用切割面和各個線路保護裝置輸出的線路電流，根據差動保護判據來搜索和判斷線路中是否有故障，其中，在進行差動搜索判斷過程中，采用了二分法的搜索模式進行縱向搜索和橫向搜索，確定故障線路。通過這一方式的故障線路搜索，可不斷縮小故障搜索區域，大大減少搜索計算量，提高搜索速度，以此實現故障線路的快速搜索定位。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟1包括：

步驟1.1、確定所述配電網中的主干線，并將所述主干線標記為第一層級線路；

步驟1.2、確定與所述主干線相連的母線上的各支路，并將所述各支路標記為第二層級線路；

步驟1.3、確定同一層級線路分出的各支路，并將所述同一層級線路分出的各支路標記為所述同一層級線路對應的下一層級線路；

步驟1.4、根據末層級線路的層級數，確定所述配電網的最大層級數；

步驟1.5、根根各個終端線路的當前層級數，分別將所述各個終端線路層層拓展至所述最大層級數對應的層級，其中，拓展的層數為所述最大層級數與所述當前層級數的差值。

進一步，每一個層級對應的所述切割面通過該層級中所有線路上的保護裝置的末端；

則所述步驟3包括：

步驟3.1、根據所述配電網的搜索區域，確定其對應的首層級和末層級；

步驟3.2、根據各個所述保護裝置同步輸出的線路電流，分別確定所述首層級和所述末層級對應的切割面上的割電流；

步驟3.3、根據所述割電流，計算所述搜索區域對應的割電流變化量和割電流制動量；