[发明专利]一种计及网络性能约束的配电网保护配置方法

权利要求书

1.一种计及网络性能约束的配电网保护配置方法，特征在于，具体实现流程如下：

1)初始化，对配电网一次拓扑进行收集，取得电力网络拓扑模型，完成层次化保护配置变量集合的刻画；

2)建立保护配置变量与通信网络拓扑的映射关系，获取各种保护配置在通信网络中的信息流路径；

3)根据信息流路径，建立基于保护配置变量集合的通信性能约束；

4)基于1)网络拓扑分析，确定每个层级保护在处理某一类型故障中的负荷损失大小；

5)计及保护可信度，计算各层级保护在处理某一故障的综合负荷损失大小；

6)计及故障发生概率，计算全局的综合负荷损失大小；

7)根据优化目标与性能约束，实现保护配置变量的求解。

2.根据权利要求1所述一种计及网络性能约束的配电网保护配置方法，其特征在于，该方法需要网络分析模块进行参与，网络分析模块：定义保护配置情况为优化变量，根据电力网络连接分析，确定在配电系统中，可以实现的最大化保护配置方法；根据元件的数量与规模，确定主保护配置变量集X₀{x₀₍₁₎,x₀₍₂₎,…,x_0(i)}，其元素表示第x_0(i)套主保护是否实际配置，当x_0(i)等于1时，表示该套主保护将被配置，否则为零，根据元件的关联情况，形成后备保护配置变量集，其中，与相邻元件构成的后备保护称为I级后备保护X_I{x_I(1),x_I(2),…,x_I(i)}，与下一级相邻元件构成的后备保护称为II级后备保护X_II{x_II(1),x_II(2),…,x_II(i)}，以此类推；

网络分析模块还包括通信网络的连接分析，其主要工作内容是根据保护采样值的收发关系，获取采样值信息流的传输路径从而得到与保护配置相关联的信道表达；对于保护变量集X_k的元素x_k(i)，对应信道集Y_i,k{y_i,1,k，y_i,2,k，…，y_i,j,k}，当有X_k的元素x_k(i)＝1，则对应的信道集Y_i,k{y_i,1,k，y_i,2,k，…，y_i,j,k}取值均等于1。

3.根据权利要求2所述一种计及网络性能约束的配电网保护配置方法，其特征在于，该方法需要通信网络性能约束模块进行参与，通信网络性能约束模块：将信道占用情况与信道流量与保护报文延时建立联系，已知保护变量x_k(i)，在通道y_j中占用的带宽大小为F(x_k(i),y_i,j,k)，则信道y_j的总流量表示为

F(y_j)＝∑F(x_k(i),y_i,j,k)

已知通过某一信道的保护报文延时增加量与信道的载流量相关，为T(F(x_k(i),y_i,j,k)),则保护报文延时表示为

T(x_k(i))＝∑T(F(x_k(i),y_i,j,k))

构成的约束表示为

4.根据权利要求3所述一种计及网络性能约束的配电网保护配置方法，其特征在于，该方法需要保护性能刻画模块进行参与，保护性能刻画：随着层级化保护配置的差异，保护性能呈现差异；

a)负荷损失是在发生某一元件故障情况下，不同层级的保护动作将影响的负荷范围大小，根据此定义，当故障发生，而没有保护动作时，负荷损失将包括全局的负荷，由此负荷损失表示为：

α表示负荷重要度权重，以及分别表示第一类负荷、第二类负荷以及第三类负荷的容量；

b)计及保护可用度的情况时，发生某一元件故障情况下，负荷损失的大小将调整为：

其中p(x_k(i))表示由x_k(i)执行该元件故障情况下的切除的概率

c)综合考虑各种元件发生故障的情况下，配电网的综合负荷损失值，进一步表示为：

其中q(i)表示元件i发生故障的概率；

由此保护性能的目标函数表示为，在考虑不同层级化保护配置的情况下，综合负荷损失最小的情况，即