[发明专利]基于机电暂态方法的继电保护定值整定方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，特别涉及一种继电保护定值的整定方法。

背景技术

近年来，随着电力系统规模的不断扩大，系统运行面临的新挑战不断涌现。继电保护作为电力系统的第一道防线，对系统安全稳定运行起到至关重要的作用。而继电保护定值的正确性直接影响到继电保护装置能否正确动作。继电保护定值整定的基础是短路电流计算。

当前，定值整定工程实践中短路电流计算一般采用基于等效电压源法的静态网络阻抗等值方法，又称为静态短路电流计算方法。

静态短路电流默认有如下假设条件：

(1)发电机均用Xd”作为其等值电抗，即假设d轴和q轴等值电抗均为Xd”；

(2)发电机次暂态电动势E”的幅值标幺值为1，幅角均为零；

(3)通常忽略负荷潮流和负荷模型对短路电流的影响，有时把负荷作为恒定阻抗处理；

(4)与正序网络完全一致，发电机负序电抗X2＝Xd”；

基于上述假设的不同的计算程序通常对于电压源的取法也存在差异，有的程序直接取母线基准电压，有的程序假定发电机内电势为1.0PU，求取短路点电压作为电压源；不同的计算程序求取短路点系统等值阻抗时考虑的因素也存在较大差异，例如有的计算程序忽略负荷的影响，有的程序将负荷处理为恒定阻抗。

上述做法忽略了许多复杂因素对短路电流的影响，例如机组出力、负荷电流、负荷模型、各类控制器等等；并且当真实的短路故障发生后，系统各处的短路电流都有一个动态变化过程，而传统的基于等效电压源法静态短路电流计算方法只关注故障时刻的短路电流。因此，这种静态计算方法使得目标电网与真实电网的差别比较大，短路电流计算结果误差较大且提供的信息有限，据此得到的保护定值不可避免受到直接影响，给继电保护装置的可靠正确动作埋下了隐患，导致电网的安全稳定运行受到了不同程度的威胁。而基于机电暂态的计算方法可以考虑电力系统的详细模型，为用户提供短路故障过程中和故障后短路电流的动态变化过程信息，是今后的发展方向。

传统的继电保护定值整定计算方法进行故障计算时采用的是静态网络阻抗等值方法，没有考虑电力系统的详细暂态模型，没有考虑短路故障过程中以及短路故障消失后，电力系统中各类调节控制器(发电机调压器、调速器、电力系统稳定器等)的作用，即只求取了短路故障时刻的短路电流瞬时值，没有获得更加符合工程实际情况的短路电流动态变化过程；鉴于以上分析，本发明人针对当前继电保护定值整定方法中存在的问题进行研究改进，提出了一种基于机电暂态方法的继电保护定值整定方法。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种基于机电暂态方法的继电保护定值整定方法，其可提高短路计算结果的准确性，进而提高保护定值整定工作中定值计算的准确性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：基于机电暂态方法的继电保护定值整定方法，其特征在于包含了如下步骤：

(1)从继电保护整定软件数据库中获取电网数据，建立电力网络正序、负序、零序代数方程；

(2)结合机电暂态模型参数，使用机电暂态方法求解联立的代数方程和非线性方程，得出各状态变量在故障过程中和故障消失后的动态过程数据；

(3)根据所述步骤(2)中得到的各状态变量的动态过程信息，计算继电保护定值。

进一步的,所述步骤(2)的详细步骤为：

(21)利用潮流计算程序算出短路故障前系统的运行状态，然后算出系统的运行参量初值y(0)，并由此计算出状态变量的初始值x(0)；

(22)根据机电暂态模型参数形成相应的非线性方程组，并根据隐式梯形积分法形成相应的电力网络方程；

(23)根据从继电保护整定软件中获取的电网零序参数和线路互感参数形成电力网络正序、负序、零序代数方程组；

(24)进行机电暂态过程计算，得到各状态变量在故障发生过程中和故障消失后的全过程数据。