[发明专利]一种基于分区加权故障匹配的广域后备保护方法

说明书

本发明公开了一种基于分区加权故障匹配的广域后备保护方法，包括以下步骤：(1)选择两端至少有一个保护启动的线路及其相邻线路作为疑似故障线路L_i；(2)将线路L_i划分为m个区段，构造线路第k个区段的期望保护向量；(3)构造和收集线路L_i的实际保护向量P_i，计算线路的实际保护向量与m个区段的期望保护向量之间的区段加权故障匹配度，取其中最大值作为该线路的故障匹配度M_i；(5)构造故障判据，如果满足故障判据，则判断其为故障线路，如果不满足，则判断是否遍历了所有疑似故障线路，如果是，则退出，否则重复步骤(1)‑步骤(4)。本发明构造的线路的故障匹配度更能准确反映线路的故障程度，故障检测的准确性高，并且容错性更高。

技术领域

本发明涉及一种电网广域后备保护方法，尤其涉及一种基于分区加权故障匹配的广域后备保护方法。

背景技术

随着电网互联规模增大，系统结构和运行方式变得更复杂；基于本地信号的传统保护已不能很好保证电网的安全运行；国内外多次大停电事故，尤其是美加8.14大停电，表明传统后备保护整定不好、重负荷线路切除后潮流转移到相邻正常线路上使得后者上距离Ⅲ段保护误动，形成级联跳闸，进而发生大停电；基于广域通信网络的广域后备保护在线快速准确检测出电网故障元件成为一个重要研究方向；其特点是借助广域通信网络、收集相邻关联域内各传统波保护元件的冗余信息，在传统后备保护动作时限之前完成故障元件的准确检测与快速切除；无需传统后备保护时间配合，避免了正常线路因保护整定不当或过负荷被误切，从而防止了故障范围的扩大。

国内220kV以上有双重化保护，但在传统主保护拒动小概率事件下，由保护整定不合适、过负荷等可能造成正常线路的近后备或远后备保护误动与拒动；尽管当前高速广域通信网络的实时性和可靠性保证在0.5s内完成广域信息传输，但在通信过程中仍可能会出现少量信息丢失、畸变；因此要求广域后备保护方法必须具备高容错性，才能快于和优于传统后备保护；国内外学者已研究专家系统、贝叶斯网络、保护熵、基于能量守恒原理的纵联差动保护、信息融合、关联矩阵等广域后备保护故障检测方法；例如李振兴等提出一种建立多信息融合的适应度函数模型，利用信息的冗余性和保护之间的逻辑关系，反映区域内各输电线路的故障概率；但是针对每条线路，仅给出其正常工作时的适应度值，并未考虑线路中不同区段发生故障时的适应度值，方法的容错性收到影响；李怡萌等提出一种面向事故发展过程的动态连续诊断方法，利用保护动作出口信号，将线路故障定义为“自给模式”、“失灵模式”、“远端模式”三种模式进行故障诊断；但对于多位信息丢失或错误的情况下该诊断方法的容错性不高；现有的基于模式匹配的广域后备保护方法在某线路故障时只给出一个保护期望值，不够精确，没有考虑一条线路的不同位置故障时对应的广域保护期望启动值的差异；没有考虑故障线路、其相邻正常线路出现多位保护拒动与误动及畸变时，会使正常与故障线路的故障度接近、传统的保护可能整定失配等，因此基于单一保护期望值的模式匹配方法会出现故障线路不正确辨识的情况。

发明内容

本发明提供一种容错性高、辨识根准确的基于分区加权故障匹配的广域后备保护方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于分区加权故障匹配的广域后备保护方法，包括以下步骤：

(1)选择两端至少有一个保护启动的线路及其相邻线路作为疑似故障线路L_i(i＝1，2，…n)；

(2)将疑似故障线路L_i划分为m个区段，根据各区段分别故障时相应保护的启动值及方向保护元件综合值D，构造线路L_i第k个区段发生故障时的区段期望保护向量P_i^k；

(3)收集疑似故障线路L_i本侧与对侧及相邻各线路的保护启动值，构造线路L_i的实际保护向量P_i；