[發明專利]一種最優重合閘時刻的快速整定方法和系統

有效

• 申請號: 202010499146.0
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111600301B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 李晨昊;王昕;李玉敦
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H3/06;H02H7/26
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

本發明提出了一種最優重合閘時刻的快速整定方法和系統，該方法獲取重合閘裝置的最小動作時間；進行無重合閘的短路故障場景仿真，根據仿真軌跡設定搜索時間范圍，在搜索時間范圍大于最小動作時間下，根據仿真軌跡確定最優重合閘時刻的搜索初值；從搜索初值出發，在搜索時間范圍內利用預先設定的暫態穩定性重合閘時刻函數對最優重合閘時刻進行迭代搜索求解；每一步迭代搜索的結果，為重合閘時刻對暫態穩定性的影響靈敏度；當重合閘時刻對暫態穩定性的影響靈敏度為0時，整定得到最優重合閘時刻。基于方法，還提出了整定系統，本發明通過優化重合閘時間，使永久性故障重合閘的暫態穩定性最好協調了最優重合閘時刻的搜索精度與速度。

技術領域

本發明屬于電力系統及其自動化技術領域，具體涉及一種最優重合閘時刻的快速整定方法和系統。

背景技術

線路保護普遍配置了自動重合閘裝置。瞬時故障后的重合閘可以保證系統完整性、提高系統供電可靠性。但是，如果發生的故障是永久性故障，自動重合閘可能造成系統二次短路。現有的重合閘裝置仍然難以準確判別瞬時性故障和永久性故障，因此在整定重合閘時間時需要考慮永久性故障可能引發的暫態穩定風險。

考慮二次短路暫態穩定性最優的重合閘時刻又被簡稱為最優重合閘時刻。傳統研究主要通過逐步攝動重合閘時刻，比較不同重合閘時刻的數值仿真軌跡，進而得到最優重合閘時刻。這種方法雖然精確，但是計算代價較大，僅能用于重合閘時刻的離線整定，難以在線應用。由于重合閘對于系統暫態穩定性的影響與運行方式密切相關，重合閘時刻有必要結合工況進行在線更新。也有工程人員認為短路故障軌跡的最小轉速時刻就是最優重合閘時刻，雖然較為簡便快速，但結論的魯棒性不高，難以指導實際的工程應用。現有的最優重合閘時刻仍然難以在線快速整定，其瓶頸在于搜索策略的速度和精度難以同時保證。

發明內容

本發明提出了一種最優重合閘時刻的快速整定方法和系統，通過優化重合閘時間，使永久性故障重合閘的暫態穩定性最好；協調了最優重合閘時刻的搜索精度與速度，大幅提高了最優重合閘時刻搜索速度。

為了實現上述目的，本發明提出了一種最優重合閘時刻的快速整定方法，包括以下步驟：

獲取重合閘裝置的最小動作時間；

進行無重合閘的短路故障場景仿真，根據仿真軌跡設定搜索時間范圍，在搜索時間范圍大于所述最小動作時間的前提下，根據仿真軌跡確定最優重合閘時刻的搜索初值；

從搜索初值出發，在搜索時間范圍內利用預先設定的暫態穩定性重合閘時刻函數對所述最優重合閘時刻進行迭代搜索求解；

根據每一步迭代搜索的結果，得到重合閘時刻對暫態穩定性的影響靈敏度；當重合閘時刻對暫態穩定性的影響靈敏度為0時，整定得到最優重合閘時刻。

進一步的，所述重合閘裝置的最小動作時間t_r.min為：故障點電弧熄滅并使周圍介質恢復絕緣強度的時間T1、斷路器動作跳閘后，重合閘裝置觸頭周圍絕緣強度恢復以及消弧室重新充滿油的時間T2和操作機構恢復原狀準備好再次動作的時間T3之和。

進一步的，所述進行無重合閘的短路故障場景仿真，根據仿真軌跡設定搜索時間范圍，在搜索時間范圍大于所述最小動作時間的前提下，根據仿真軌跡確定最優重合閘時刻的搜索初值，包括：

對電力多機系統，針對無重合閘的短路故障場景進行數值積分；

基于擴展等面積準則EEAC理論識別系統的主導分群模式，通過降維變換得到等值并簡化為單機無窮大OMIB系統；

在搜索時間范圍大于重合閘裝置的最小動作時間t_r.min的前提下，根據短路故障仿真軌跡進行等值并基于單機無窮大系統軌跡設定搜索初值的規則；通過所述搜索初值的規則確定搜索初值。