[发明专利]基于电流保护融信因子的站域保护系统及其保护方法

摘要

本发明公开了电力系统继电保护技术领域中的一种基于电流保护融信因子的站域保护系统及其保护方法。保护系统包括数据采集模块、自适应整定模块、支撑度计算模块、融信度期望模块、保护融信度模块和故障识别模块；保护方法包括采集各保护处的电压、各保护处的电流、线路阻抗以及各保护的实际状态；计算各元件的保护整定值；计算各保护对元件的支撑度；计算保护融信度期望函数值；计算保护融信度函数值；计算融信因子，再根据融信因子识别故障元件。本发明可在信息非同步情况下快速、准确的识别故障元件，即使在信息缺失及错误的情况下仍有良好的适应性及容错能力。

主权项

一种基于电流保护融信因子的站域保护系统，其特征是所述保护系统包括数据采集模块、自适应整定模块、支撑度计算模块、融信度期望模块、保护融信度模块和故障识别模块；其中，数据采集模块与自适应整定模块和保护融信度模块相连，自适应整定模块与支撑度计算模块相连，支撑度计算模块分别与融信度期望模块和保护融信度模块相连，融信度期望模块和保护融信度模块分别与故障识别模块相连；所述数据采集模块用于采集站域中各保护处的电压、各保护处的电流、线路阻抗以及各保护的实际状态，并将各保护处的电压、各保护处的电流和线路阻抗发送至自适应整定模块，将各保护的实际状态发送至保护融信度模块；所述各保护的实际状态包括变压器保护I段实际状态、变压器保护II段实际状态和变压器保护III段实际状态、线路保护I段实际状态、线路保护II段实际状态和线路保护III段实际状态；所述实际状态包括动作状态、不动作状态和缺失状态；所述自适应整定模块用于计算各元件的保护整定值，包括变压器保护I段整定值、变压器保护II段整定值和变压器保护III段整定值、线路保护I段整定值、线路保护II段整定值和线路保护III段整定值，并将各元件的保护整定值发送至支撑度计算模块；所述支撑度计算模块用于根据各元件保护的整定值，计算各保护对元件的支撑度，包括变压器保护I段支撑度、变压器保护II段支撑度、变压器保护III段支撑度、线路保护I段支撑度、线路保护II段支撑度和线路保护III段支撑度，并将各保护对元件的支撑度发送至融信度期望模块和保护融信度模块；所述融信度期望模块用于计算保护融信度期望函数值，包括变压器的保护融信度期望函数值和线路的保护融信度期望函数值，再将保护融信度期望函数值发送至故障识别模块；所述保护融信度模块用于计算保护融信度函数值，包括变压器的保护融信度函数值和线路的保护融信度函数值，再将保护融信度函数值发送至故障识别模块；所述故障识别模块用于根据变压器的保护融信度期望函数值、线路的保护融信度期望函数值、变压器的保护融信度函数值和线路的保护融信度函数值，计算融信因子，包括变压器的融信因子和线路的融信因子，再根据融信因子识别故障元件；所述计算各元件的保护整定值具体为：采用公式计算变压器保护I段整定值；采用公式计算变压器保护II段整定值；采用公式计算变压器保护III段整定值；其中，Krel为可靠系数；Kf为故障类型系数；为系统的等效相电势；和分别为变压器相应侧的阻抗；为i和k侧系统对的等值阻抗；为i和j侧系统对的等值阻抗；和分别为分支系数；为线路阻抗；Ksen为灵敏度；和分别为线路阻抗；和分别为根据当前系统运行方式下保护jm和km背侧的系统阻抗；采用公式计算线路保护I段整定值；采用公式计算线路保护II段整定值；采用公式计算线路保护III段整定值；为根据当前系统运行方式下保护in背侧的系统阻抗；为分支系数；为线路阻抗；所述计算各保护对元件的支撑度具体为：采用公式计算变压器保护I段支撑度；采用公式计算变压器保护II段支撑度；其中，为变压器保护TiII段对元件yj的有效保护范围，且变压器保护Ti的II段在变压器T上的有效保护范围覆盖T全部，即变压器保护Ti的II段对下级线路元件Ljm和Lkm的有效保护范围为和分别为变压器相应侧的阻抗；Kf为故障类型系数；为系统的等效相电势；和分别为根据当前系统运行方式下保护jm和km背侧的系统阻抗；和为分支系数；为变压器保护II段整定值；采用公式计算变压器保护III段支撑度；其中，为变压器保护Ti的III段对元件yj的有效保护范围，且变压器保护Ti的III段在变压器T上的有效保护范围覆盖T全部，即变压器保护Ti的III段在下级线路元件Ljm和Lkm上的有效保护范围覆盖该元件全部，即和分别为变压器相应侧的阻抗；和分别为线路Ljm、Lkm的线路阻抗；采用公式计算线路保护I段支撑度；采用公式计算线路保护II段支撑度；其中，为线路保护in的II段对元件yj的有效保护范围，且线路保护in的II段在本线路Lin上的有效保护范围覆盖Lin全部，即线路保护in的II段对下级线路元件Lim的有效保护范围为为线路Lin的线路阻抗；为线路Lim与Lin间的分支系数；为线路保护in的II段整定值；为线路为根据当前系统运行方式下保护im背侧的系统阻抗；采用公式计算线路保护III段支撑度；其中，为线路保护in的III段对元件yj的有效保护范围，且线路保护in的III段在本线路Lin以及下级元件变压器T上的有效保护范围覆盖Lin及T全部，即线路保护in的III段在线路Ljm和Lkm上的有效保护范围为和分别为变压器相应侧的阻抗；为线路Lin的线路阻抗；为线路Lim与Lin间的分支系数；为线路保护in的III段整定值；和分别为线路Ljm和Lkm的阻抗值；所述计算保护融信度期望函数值具体为：采用公式计算变压器的保护融信度期望函数值；采用公式计算线路的保护融信度期望函数值；其中，为I段动作信息融合后变压器的融信度期望函数且为II段动作信息融合后变压器的融信度期望函数且为III段动作信息融合后变压器的融信度期望函数且为I段动作信息融合后线路Lin的融信度期望函数且为II段动作信息融合后线路Lin的融信度期望函数且为III段动作信息融合后线路Lin的融信度期望函数且为根据各保护I段在变压器上的保护范围而划分保护区段的个数；为根据各保护II段在变压器上的保护范围而划分保护区段的个数；为根据保护I段所划分变压器保护区段的故障概率；为根据保护II段所划分变压器保护区段的故障概率；NI为保护I段的总个数；NII为保护II段的总个数；NIII为保护III段的总个数；为保护bh的I段对变压器的支撑度；为保护bh的II段对变压器的支撑度；为保护bh的III段对变压器的支撑度；为变压器保护区段内发生故障时各保护I段的期望动作值；为变压器保护区段内发生故障时各保护II段的期望动作值；为变压器发生故障时各保护III段的期望动作值；为根据各保护I段在线路Lin上的保护范围而划分保护区段的个数；为根据各保护II段在线路Lin上的保护范围而划分保护区段的个数；为根据各保护III段在线路Lin上的保护范围而划分保护区段的个数；为根据保护I段所划分线路Lin保护区段的故障概率；为根据保护II段所划分线路Lin保护区段的故障概率；为根据保护III段所划分线路Lin保护区段的故障概率；为保护bh的I段对线路Lin的支撑度；为保护bh的I段对线路Lim的支撑度；为保护bh的II段对线路Lin的支撑度；为保护bh的II段对线路Lim的支撑度；为保护bh的III段对线路Lin的支撑度；为保护bh的III段对线路Lim的支撑度；为线路Lin的保护区段内发生故障时各保护I段的期望动作值；为线路Lin的保护区段内发生故障时各保护II段的期望动作值；为线路Lin的保护区段内发生故障时各保护III段的期望动作值；所述计算保护融信度函数值具体为：采用公式计算变压器的保护融信度函数值；采用计算线路的保护融信度函数值；其中，NI为保护I段的总个数；NII为保护II段的总个数；NIII为保护III段的总个数；为保护bh的I段对变压器的支撑度；为保护bh的II段对变压器的支撑度；为保护bh的III段对变压器的支撑度；为保护bh的I段对线路Lin的支撑度；为保护bh的I段对线路Lim的支撑度；为保护bh的II段对线路Lin的支撑度；为保护bh的II段对线路Lim的支撑度；为保护bh的III段对线路Lin的支撑度；为保护bh的III段对线路Lim的支撑度；为各保护I段的实际动作值；为各保护II段的实际动作值；为各保护III段的实际动作值；当保护实际状态为动作状态时，所述实际动作值为1；否则，该实际动作值为0；所述计算融信因子具体为：采用公式计算变压器的融信因子；采用公式计算线路的融信因子；其中，ER(T)为保护融信度函数值；EH(T)为变压器的保护融信度期望函数值；ER(Lin)为保护融信度函数值；EH(Lin)为保护融信度期望函数值。