一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及方法。基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)由順序相連的故障信息采集模塊、故障定位模塊和跳閘指令輸出模塊組成；基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方法包括采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的三段式電流保護(hù)裝置動(dòng)作信息，利用故障信息采集模塊采集到的三段式電流保護(hù)信息和區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)準(zhǔn)確識(shí)別區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，最后輸出斷路器跳閘或閉鎖指令。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確識(shí)別區(qū)內(nèi)故障、閉鎖區(qū)外故障，且以多信息構(gòu)成冗余，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，同時(shí)由于采用邏輯量，信息交互量少，不受信息非同步的影響。
【專利說(shuō)明】
-種基于還輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域 保護(hù)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電系統(tǒng)通常為多分支福射型結(jié)構(gòu)，饋線段電氣距離短，且存在T型連接的節(jié)點(diǎn)。 運(yùn)使得基于動(dòng)作電流整定的保護(hù)選擇性較差，而利用動(dòng)作延時(shí)整定的保護(hù)不能滿足速動(dòng)性 要求，系統(tǒng)安全穩(wěn)定性難W保證。同時(shí)，基于就地信息的本地保護(hù)難W適應(yīng)分布式電源 (Distr化Uted Generation，DG)接入和系統(tǒng)運(yùn)行方式多變，潮流方向不確定等問(wèn)題，存在較 高的拒動(dòng)或誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)?；趶V域信息的保護(hù)原理充分利用多點(diǎn)信息，從而使故障定位更為 準(zhǔn)確可靠。
[0003] 基于廣域信息的保護(hù)原理最關(guān)鍵的問(wèn)題是明確所利用信息的類型和處理信息的 方法。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)基于廣域信息的保護(hù)方案研究包括:利用饋線段兩端節(jié)點(diǎn)是否均 流過(guò)故障電流判斷故障線路、通過(guò)比較電流幅值差判斷故障線路、集合所有保護(hù)從機(jī)的故 障方向信息并利用矩陣算法進(jìn)行故障捜索等，但對(duì)于DG接入的多源網(wǎng)絡(luò)難W判斷故障位 置，也難W保證保護(hù)的速動(dòng)性和可靠性。
[0004] 鑒于此，本發(fā)明提出基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方案，消除多DG和多分支 的影響，保證故障快速可靠切除。首先，分析多DG和多分支線路下本地電流保護(hù)存在的問(wèn) 題，在此基礎(chǔ)上，提出=段式方向電流保護(hù)整定及配合原則，然后根據(jù)斷路器配置情況劃分 區(qū)域范圍，并結(jié)合電流保護(hù)動(dòng)作信息構(gòu)成區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)，準(zhǔn)確識(shí)別區(qū)內(nèi)故障、閉鎖區(qū) 外故障。該方案W多信息構(gòu)成冗余，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，同時(shí)由于采用邏輯量，信息交互 量少，不受信息非同步的影響。IEffi 33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)驗(yàn)證了保護(hù)方案的正確性和有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，其 特征在于，所述系統(tǒng)包括順序相連的故障信息采集模塊、故障定位模塊和跳閩指令輸出模 塊；
[0006] 所述故障信息采集模塊用于采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的=段式電流保護(hù)動(dòng)作信息， 并將所采集信息發(fā)送至故障定位模塊；
[0007] 所述故障定位模塊利用保護(hù)區(qū)域內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的=段式電流保護(hù)動(dòng)作信息得到區(qū) 內(nèi)保護(hù)信息邏輯值，然后根據(jù)區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)得出區(qū)域保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；
[000引所述跳閩指令輸出模塊用于發(fā)出斷路器跳閩或閉鎖信號(hào)。
[0009] -種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方法，其特征在于，所述方法包括步驟1、 故障信息采集
[0010] 采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的=段式電流保護(hù)裝置動(dòng)作信息；
[OOW 步驟2、故障定位
[0012] 利用故障信息采集模塊采集到的=段式電流保護(hù)信息和區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)準(zhǔn)確 識(shí)別區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障；
[0013] 步驟3、結(jié)果輸出
[0014] 判斷斷路器是否動(dòng)作，輸出斷路器跳閩或閉鎖指令。
[0015] 所述步驟2中的區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為
[0016] 設(shè)區(qū)域內(nèi)有n個(gè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)并按供電路徑順序編號(hào)；
[0017] 當(dāng)末節(jié)點(diǎn)為斷路器時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的區(qū)內(nèi)保護(hù)信息表示為
[001 引 (X)
[0019] 其中，P為保護(hù)動(dòng)作信息，i、n、虹分別為電流保護(hù)i、n、虹段；片UII表示開(kāi)關(guān)i處的 保護(hù)綜合動(dòng)作信息，i = l，2,…，n-l，巧Iim = I表示電流I段、n段或虹段動(dòng)作表示 保護(hù)均不動(dòng)作;Pj,HI為開(kāi)關(guān)j處的電流m段，Pj,IH=I即動(dòng)作，Pj,IH=O即不動(dòng)作;An-讀示區(qū)域 內(nèi)第n-1條支路的故障情況，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在該支路上，An-I = I時(shí)故障發(fā)生在該條 支路上，An-I = O時(shí)故障未發(fā)生在該條支路上；
[0020]當(dāng)末節(jié)點(diǎn)為末梢節(jié)點(diǎn)即為只連接用戶或聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的區(qū)內(nèi)保護(hù)信息表 示為 陶]
域
[0022] 聯(lián)立式(1)和式(2)，得區(qū)內(nèi)保護(hù)信息邏輯值為
[0023]
城
[0024] E表示該區(qū)域內(nèi)的故障情況，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)，E=I時(shí)表示故障 發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)，E = O時(shí)表示故障未發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)；
[0025] Ak表示區(qū)域內(nèi)第k條支路的故障情況，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在該支路上，Ak值為1 則表示故障發(fā)生在該條支路上，Ak值為0則表示故障未發(fā)生在該條支路上；
[0026] 區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為
[0027]
戰(zhàn)
[0028] 式中，Ml為區(qū)域保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，Ml為I表示保護(hù)動(dòng)作，立即向首節(jié)點(diǎn)斷路器發(fā)送跳閩 信號(hào)并向上級(jí)區(qū)域發(fā)送閉鎖信號(hào)，化為0表示保護(hù)不動(dòng)作;Ck表示下級(jí)保護(hù)區(qū)域閉鎖信號(hào)，Ck 為1表示收到閉鎖信息，Ck為0即未收到閉鎖信息。
[0029] 步驟3中判斷斷路器是否動(dòng)作具體為當(dāng)故障發(fā)生后，保護(hù)區(qū)域?qū)⒍ㄆ谑盏绞坠?jié)點(diǎn) 斷路器的狀態(tài)B，B值為1表示斷路器閉合，B值為0表示斷路器斷開(kāi)，當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)B=I且Mi =1，則表明保護(hù)出口動(dòng)作信息與斷路器信息不一致，判定斷路器出現(xiàn)失靈故障，及時(shí)向主 站發(fā)送斷路器失靈信息;若未失靈則斷開(kāi)故障饋線段負(fù)荷開(kāi)關(guān)。
[0030] 故障饋線段定位判據(jù)為式巧），根據(jù)該判據(jù)能在斷路器滅弧后斷開(kāi)m，m+l節(jié)點(diǎn)處的 分段開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常線路供電；
[0031]
城
[0032] M2表示第m節(jié)點(diǎn)與第m+1節(jié)點(diǎn)之間的支路故障情況，若M2值為0則表示該支路上無(wú)故 障，M2值大于0則表示故障發(fā)生在該條支路上。
[0033] 有益效果
[0034] 本發(fā)明能夠準(zhǔn)確識(shí)別區(qū)內(nèi)故障、閉鎖區(qū)外故障，且W多信息構(gòu)成冗余，具有較強(qiáng) 的容錯(cuò)能力，同時(shí)由于采用邏輯量，信息交互量少，不受信息非同步的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是本發(fā)明的一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0036] 圖2是本發(fā)明實(shí)施方式中的配電網(wǎng)典型接線圖。
[0037] 圖3是本發(fā)明實(shí)施方式中的配電網(wǎng)區(qū)域劃分示例圖。
[0038] 圖4是本發(fā)明實(shí)施方式中的典型故障位置鄰域信息交互保護(hù)判據(jù)結(jié)果。
[0039] 圖5是區(qū)域保護(hù)方案故障處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0041] 圖1是本發(fā)明提供的一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括順 序相連的故障f目息義集板塊、故障定位板塊和跳間指令輸出板塊。
[0042] 圖2為含DG的配電網(wǎng)典型接線圖，矩形開(kāi)關(guān)為斷路器，圓形開(kāi)關(guān)為負(fù)荷開(kāi)關(guān)。實(shí)屯、 表示開(kāi)關(guān)為常閉狀態(tài)，空屯、表示開(kāi)關(guān)為常開(kāi)狀態(tài)，圖中處于常開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。配 電網(wǎng)絡(luò)存在饋線段繁多、節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大的特點(diǎn)，通常只在部分節(jié)點(diǎn)配置斷路器，其他節(jié)點(diǎn)采 用負(fù)荷開(kāi)關(guān)作為分段開(kāi)關(guān)，W減少設(shè)備投資成本。本地保護(hù)在故障發(fā)生時(shí)，首先由最近的斷 路器跳閩遮斷故障電流，再將故障饋線段兩端的負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，恢復(fù)正常線路供電。運(yùn)將導(dǎo) 致保護(hù)范圍內(nèi)存在大量T型連接的DG和分支，嚴(yán)重影響本地保護(hù)的正常工作。由圖2知，Sl處 的主保護(hù)必須切除11、1^2、1^3、1^7、1^8、1^0、1^1饋線段任意位置的故障，導(dǎo)致51在保護(hù)范圍內(nèi) 存在多個(gè)巧妾DG，其助增作用縮小本地保護(hù)電流I段的保護(hù)范圍，大部分線路故障需由電流 n段W-定延時(shí)切除，速動(dòng)性受到嚴(yán)重影響。同時(shí)，多分支饋線結(jié)構(gòu)下，單個(gè)保護(hù)需要切除 多條線路的故障電流，導(dǎo)致電流I段的保護(hù)范圍更為縮短。例如，對(duì)Sl的電流I段進(jìn)行整定 時(shí)，需要躲過(guò)L3、L8、L11=條饋線段末端短路情況下的故障電流，導(dǎo)致本地保護(hù)范圍嚴(yán)重縮 小。同時(shí)，電流n段根據(jù)DG額定容量計(jì)算最大分支系數(shù)W保證靈敏性，導(dǎo)致電流n段往往超 過(guò)下級(jí)I段動(dòng)作范圍，能造成故障停電范圍擴(kuò)大。例如:S1的n段根據(jù)DG1、DG2、DG3的額定容 量進(jìn)行整定，當(dāng)L6發(fā)生故障時(shí)，能發(fā)生S4的I段不動(dòng)作，而Sl的n段和S4的n段均動(dòng)作的情 況，進(jìn)而導(dǎo)致一定延時(shí)后，斷路器Sl和S4均斷開(kāi)，整條饋線發(fā)生短時(shí)停電。由此，本地保護(hù)通 過(guò)斷路器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)配合，導(dǎo)致電流I段保護(hù)范圍縮短，保護(hù)速動(dòng)性難W保證;而電流n段存 在較大的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，能造成故障停電范圍擴(kuò)大。
[0043] 為解決本地保護(hù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出=段式方向電流保護(hù)整定及配置原 貝1J，進(jìn)而利用保護(hù)動(dòng)作情況構(gòu)成區(qū)域保護(hù)邏輯判據(jù)。為避免T接DG助增電流對(duì)電流I段的影 響，每個(gè)分段開(kāi)關(guān)均配置有保護(hù)裝置，并根據(jù)自適應(yīng)方向電流保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)故障判斷。需要 說(shuō)明，=段式方向電流保護(hù)動(dòng)作后，并不直接向斷路器發(fā)送跳閩命令，而是作為邏輯信息構(gòu) 成區(qū)域邏輯判據(jù)準(zhǔn)確定位故障，進(jìn)而由區(qū)域保護(hù)向斷路器發(fā)送跳閩指令。圖3為=段式方向 電流保護(hù)范圍示意圖，電流I段覆蓋本線路70%，電流n段根據(jù)DG額定電流計(jì)算最大分支系 數(shù)，保護(hù)范圍至少為本線路全長(zhǎng)，同理電流m段保護(hù)范圍至少為下級(jí)線路全長(zhǎng)?？紤]到DG容 量波動(dòng)，n、虹段保護(hù)范圍會(huì)有一定延伸，區(qū)域保護(hù)利用多個(gè)保護(hù)動(dòng)作信息構(gòu)成邏輯判據(jù)， 同時(shí)保證選擇性和靈敏性要求。
[0044] 保護(hù)區(qū)域劃分原則：
[0045] 負(fù)荷開(kāi)關(guān)不具備開(kāi)斷故障電流的能力，線路發(fā)生故障后，均由離故障饋線段最近 的上游斷路器切除短路電流。因此，保護(hù)區(qū)域根據(jù)斷路器切除故障的饋線段構(gòu)成劃分原則： 1)區(qū)域內(nèi)所有饋線段處于同一供電路徑;2)離饋線段最近的上游斷路器為同一個(gè)斷路器； 3)區(qū)域末端為末梢節(jié)點(diǎn)或下級(jí)斷路器。圖4是配電網(wǎng)區(qū)域劃分示例圖，化1、L2、L3}、{L4、L5、 1^6}、化1、1^7、1^8}、{11、1^2、1^0、1^1}為4個(gè)不同的保護(hù)區(qū)域。根據(jù)劃分原則，處于同一區(qū)域的 饋線段故障由同一斷路器切除，保護(hù)區(qū)域的首節(jié)點(diǎn)均為斷路器，用W開(kāi)斷該區(qū)域所有位置 的故障，末節(jié)點(diǎn)為斷路器或末梢節(jié)點(diǎn)。
[0046] 不同保護(hù)區(qū)域含有相同的饋線段，如{11、1^2、1^3}、化1、1^7、1^8}及化1、1^2、1^0、1^1} 含有共同的饋線段LI,稱=者為同級(jí)保護(hù)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域及其同級(jí)區(qū)域的相鄰下游區(qū)域均 為該區(qū)域的下級(jí)保護(hù)區(qū)域，例如，{L4、L5、L6}為上述=個(gè)區(qū)域的下級(jí)保護(hù)區(qū)域。將區(qū)域內(nèi)的 保護(hù)動(dòng)作信息構(gòu)成邏輯判據(jù)，并結(jié)合下級(jí)保護(hù)區(qū)域是否發(fā)送閉鎖信號(hào)，準(zhǔn)確判定區(qū)內(nèi)是否 發(fā)生故障。
[0047] 區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)：
[0048] 在判斷區(qū)內(nèi)是否發(fā)生故障前，首先利用保護(hù)區(qū)域內(nèi)所有保護(hù)裝置的=段式電流保 護(hù)動(dòng)作信息得到區(qū)內(nèi)保護(hù)信息邏輯值，設(shè)區(qū)域內(nèi)有n個(gè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)并按供電路徑順序編號(hào)。
[0049] 當(dāng)末節(jié)點(diǎn)為斷路器時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的區(qū)內(nèi)保護(hù)信息表示為：
[00 加] (I)
[0化。其中，P為保護(hù)動(dòng)作信息，I、n、虹分別為電流I、n、虹段。巧IUU隸示開(kāi)關(guān)i處的保護(hù) 綜合動(dòng)作信息，為1表示電流I段、n段或m段動(dòng)作;為0表示保護(hù)均不動(dòng)作。門,m為開(kāi)關(guān)j處 的電流虹段，為1即動(dòng)作，為0即不動(dòng)作。
[0052] 當(dāng)末節(jié)點(diǎn)為末梢節(jié)點(diǎn)(末梢節(jié)點(diǎn)為只連接用戶或聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)），節(jié)點(diǎn)的區(qū)內(nèi)保 護(hù)信息表示為：
[0053]
樹(shù)
[0054] 聯(lián)立式(1)和式(2)，得區(qū)內(nèi)保護(hù)信息邏輯值為：
[0化5]
域
[0056] 為保證下級(jí)區(qū)域故障時(shí)區(qū)域保護(hù)不誤動(dòng)，將式(3)中的邏輯值與下級(jí)保護(hù)區(qū)域閉 鎖信號(hào)結(jié)合，構(gòu)成區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)：
[0057]
曲
[005引式中，Mi為區(qū)域保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，1表示保護(hù)動(dòng)作，立即向首節(jié)點(diǎn)斷路器發(fā)送跳閩信 號(hào)并向上級(jí)區(qū)域發(fā)送閉鎖信號(hào)，0表示保護(hù)不動(dòng)作;Ck表示下級(jí)保護(hù)區(qū)域閉鎖信號(hào)，1表示收 到閉鎖信息，0即未收到閉鎖信息。
[0059] 上述判據(jù)準(zhǔn)確識(shí)別區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，W圖1中化1、L2、L3}保護(hù)區(qū)域?yàn)槔l處發(fā)生 故障時(shí)，區(qū)域內(nèi)保護(hù)動(dòng)作信息為:口2,111=1、口3,11=1、口3,]11=1、口4,]11=〇，且下級(jí)區(qū)域向該區(qū)域發(fā) 送的閉鎖信號(hào)ECk = 0。根據(jù)式（1)知，區(qū)內(nèi)保護(hù)信息計(jì)算結(jié)果為A1 = 0，A2 = 1，A3 = 1，再由 式(4)得保護(hù)動(dòng)作判據(jù)化=1，因此區(qū)域保護(hù)將向Sl發(fā)送斷路器跳閩指令。
[0060] 由于判據(jù)利用多信息形成冗余，因此，本發(fā)明所提出的區(qū)域保護(hù)方案在即使信息 部分缺失或錯(cuò)誤情況下仍然能準(zhǔn)確判斷故障。在本地保護(hù)配置下，Sl的I段受DG助增影響， 保護(hù)范圍縮小不能動(dòng)作，需要電流n段或虹段W-定延時(shí)切除，然而區(qū)域保護(hù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)加 速動(dòng)作、減少故障持續(xù)時(shí)間。W當(dāng)F3處發(fā)生故障為例，在DG影響下，保護(hù)的動(dòng)作信息為Pi,in= 1、口2,111=1、口3,]11=0，口4,]11=0，根據(jù)式(3)知區(qū)域化1、1^2心}保護(hù)邏輯值￡ = 1，再由式(4)得區(qū) 域化4、L5、L6}的動(dòng)作判據(jù)結(jié)果為1，該區(qū)域保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)向區(qū)域化1、L2、L3}發(fā)生閉鎖信 號(hào)，即ECk=I,根據(jù)式(4)知，區(qū)域化1、L2、L3}保護(hù)判據(jù)結(jié)果化=0,即該區(qū)域保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。 同理知，區(qū)域化1、L7、L8}也不會(huì)發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)情況。然而，對(duì)于本地保護(hù)而言，SI的電流n 段在助增作用下保護(hù)范圍得到延時(shí)，而S4的I段不動(dòng)作，因此Sl和S4的電流n段在一定延時(shí) 后同時(shí)動(dòng)作，故障范圍嚴(yán)重?cái)U(kuò)大。由此，區(qū)域保護(hù)有效的縮短故障停電范圍。
[0061] 需要說(shuō)明，區(qū)域保護(hù)方案不影響本地電流保護(hù)正常工作，只要本地保護(hù)滿足動(dòng)作 電流判據(jù)和動(dòng)作延時(shí)則執(zhí)行動(dòng)作指令，區(qū)域保護(hù)只起到加速保護(hù)動(dòng)作的作用，不對(duì)本地保 護(hù)判斷結(jié)果產(chǎn)生影響。
[0062] 區(qū)域保護(hù)方案不僅具備故障識(shí)別功能，還具備斷路器失靈判別功能。當(dāng)故障發(fā)生 后，保護(hù)區(qū)域?qū)⒍ㄆ谑盏绞坠?jié)點(diǎn)斷路器的狀態(tài)，B=I表示斷路器處于閉合狀態(tài)，當(dāng)一定時(shí)間 內(nèi)B=I且Mi = I,則表明保護(hù)出口動(dòng)作信息與斷路器信息不一致，判定斷路器出現(xiàn)失靈故 障，及時(shí)向主站發(fā)送斷路器失靈信息。
[0063] 故障切除后，配電自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)重合器和電壓-時(shí)間分段器配合，利用負(fù)荷開(kāi)關(guān) 兩端失壓情況，將故障饋線段隔離。運(yùn)種方式不僅會(huì)導(dǎo)致饋線發(fā)生兩次短時(shí)停電，而且DG接 入的多源配電系統(tǒng)能發(fā)生非同期重合閩。區(qū)域保護(hù)方案在每個(gè)開(kāi)關(guān)均裝有保護(hù)裝置，根據(jù) 保護(hù)動(dòng)作信息確定故障饋線段，因此無(wú)需多次停電也將故障有效隔離。故障饋線段定位判 據(jù)為式(5)，根據(jù)該判據(jù)在斷路器滅弧后斷開(kāi)m，m+l節(jié)點(diǎn)處的分段開(kāi)關(guān)，恢復(fù)正常線路供電。
[0064]
饋
[0065] 表1給出了圖2的區(qū)域劃分結(jié)果，表2給出了不同故障下區(qū)域保護(hù)邏輯值及判據(jù)結(jié) 果。由表2知，區(qū)域保護(hù)有效避免多DG和多分支情況下保護(hù)拒動(dòng)和誤動(dòng)，滿足保護(hù)對(duì)選擇性 和靈敏性的要求，同時(shí)還加速保護(hù)動(dòng)作。
[0066] 表 1
[0067]
[006引
[0069]
[0070] 區(qū)域保護(hù)方案容錯(cuò)性分析：
[0071] 基于多信息的保護(hù)方案對(duì)傳送信息的正確性有一定的依賴，接下來(lái)將對(duì)保護(hù)信息 錯(cuò)誤、缺失等情況進(jìn)行容錯(cuò)性分析。
[0072] 1、保護(hù)動(dòng)作信息錯(cuò)誤情況分析：
[0073] 保護(hù)動(dòng)作信息為邏輯信號(hào)，在通信過(guò)程中會(huì)存在傳輸錯(cuò)誤，本發(fā)明所提出的區(qū)域 保護(hù)方案通過(guò)利用多信息進(jìn)行冗余判斷，實(shí)現(xiàn)自我糾錯(cuò)。
[0074] 情況1: W圖1為例，F(xiàn)2處發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)Sl未動(dòng)作，但由于信息傳輸過(guò)程中出現(xiàn) 錯(cuò)誤使得奸'nw = l，保護(hù)SI能發(fā)生誤動(dòng)。此時(shí)，SI所在區(qū)域保護(hù)收到L9區(qū)域的閉鎖信號(hào)，根據(jù) 式(4)得Mi = O,由此避免信息錯(cuò)誤情況下該區(qū)域保護(hù)的錯(cuò)誤動(dòng)作。
[00巧]情況2:F3處發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)S6的動(dòng)作信息發(fā)生錯(cuò)誤使兮IUII = O，保護(hù)S4出現(xiàn)拒 動(dòng)，但由于保護(hù)S5的電流虹段延伸至L6，即ifUII = 1，根據(jù)區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)知，保護(hù)S4能夠 可靠動(dòng)作。
[0076] 情況3:綜合動(dòng)作信息兮nm錯(cuò)誤時(shí)，區(qū)域保護(hù)自動(dòng)糾正。例如，發(fā)生故障Fl時(shí)，由本 地保護(hù)裝置傳輸?shù)阶诱镜谋Ｗo(hù)S4動(dòng)作信息為口4,1 = 1、口4,11 = 0、口4,]11=0，由于11、虹段保護(hù)范 圍大于I段，知I段信息錯(cuò)誤。
[0077] 根據(jù)上述分析，在保護(hù)動(dòng)作信息存在一定錯(cuò)誤時(shí)，本發(fā)明所提出的區(qū)域保護(hù)不發(fā) 生拒動(dòng)和誤動(dòng)，具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。
[0078] 2、保護(hù)動(dòng)作信息缺失情況分析：
[0079] 發(fā)生故障時(shí)，若非首末節(jié)點(diǎn)的保護(hù)信息缺失，則根據(jù)區(qū)內(nèi)其他保護(hù)動(dòng)作信息判定 故障。
[0080] 若首節(jié)點(diǎn)信息缺失，且故障發(fā)生在首段饋線段，則由本地保護(hù)切除;若故障在非首 段饋線段，則由下游保護(hù)信息判別故障。
[0081] 若末節(jié)點(diǎn)信息缺失，Pn,ni=〇,由式（1)-(4)知，區(qū)內(nèi)故障判別不受影響。因此，在發(fā) 生單一保護(hù)動(dòng)作信息缺失的情況下，區(qū)域保護(hù)方案能夠可靠工作，滿足n-1要求。本發(fā)明所 提出的區(qū)域保護(hù)方案故障處理流程圖如圖5所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括順序相連 的故障信息采集模塊、故障定位模塊和跳閩指令輸出模塊； 所述故障信息采集模塊用于采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的Ξ段式電流保護(hù)動(dòng)作信息，并將 所采集信息發(fā)送至故障定位模塊； 所述故障定位模塊利用保護(hù)區(qū)域內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的Ξ段式電流保護(hù)動(dòng)作信息得到區(qū)內(nèi)保 護(hù)信息邏輯值，然后根據(jù)區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)得出區(qū)域保護(hù)動(dòng)作信號(hào)； 所述跳閩指令輸出模塊用于發(fā)出斷路器跳閩或閉鎖信號(hào)。2. -種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方法，其特征在于，所述方法包括 步驟1、故障信息采集 采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的Ξ段式電流保護(hù)裝置動(dòng)作信息； 步驟2、故障定位 利用故障信息采集模塊采集到的Ξ段式電流保護(hù)信息和區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)準(zhǔn)確識(shí)別 區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障； 步驟3、結(jié)果輸出 判斷斷路器是否動(dòng)作，輸出斷路器跳閩或閉鎖指令。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方法，其特征在于，所 述步驟2中的區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為 設(shè)區(qū)域內(nèi)有η個(gè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)并按供電路徑順序編號(hào)； 當(dāng)末節(jié)點(diǎn)為斷路器時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的區(qū)內(nèi)保護(hù)信息表示為(1) 其中，Ρ為保護(hù)動(dòng)作信息，Ι、Π 、ΙΠ 分別為電流保護(hù)Ι、Π 、ΙΠ 段;Pii'n'm表示開(kāi)關(guān)i處的保 護(hù)綜合動(dòng)作信息，i = l，2,…，n-l，Pii'm=l表示開(kāi)關(guān)i處電流I段、Π 段或虹段動(dòng)作;Pii'n'm =0表示保護(hù)均不動(dòng)作Α,ιπ為開(kāi)關(guān)j處的電流虹段，門,ιπ=1即開(kāi)關(guān)j處的電流虹段動(dòng)作，Pj,in =0即開(kāi)關(guān)j處的電流虹段不動(dòng)作;An-i表示區(qū)域內(nèi)第n-1條支路的故障情況，用于確認(rèn)故障 是否發(fā)生在該支路上，An-l=l時(shí)故障發(fā)生在該條支路上，An-1 = 0時(shí)故障未發(fā)生在該條支路 上； 當(dāng)末節(jié)點(diǎn)為末梢節(jié)點(diǎn)即為只連接用戶或聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的區(qū)內(nèi)保護(hù)信息表示為巧） 聯(lián)立式(1)和式(2)，得區(qū)內(nèi)保護(hù)信息邏輯值為(3) E表示該區(qū)域內(nèi)的故障情況，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)，E = 1時(shí)表示故障發(fā)生 在該區(qū)域內(nèi)，E = 0時(shí)表示故障未發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)； Ak表示區(qū)域內(nèi)第k條支路的故障情況，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在該支路上，Ak值為1則表 示故障發(fā)生在該條支路上，Ak值為0則表示故障未發(fā)生在該條支路上； 區(qū)域保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為二保護(hù)動(dòng)作，向上級(jí)區(qū)域發(fā)送閉鎖信號(hào) （4)式中，Ml為區(qū)域保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，Ml為1表示保護(hù)動(dòng)作，立即向首節(jié)點(diǎn)斷路器發(fā)送跳閩信號(hào) 并向上級(jí)區(qū)域發(fā)送閉鎖信號(hào)，Ml為0表示保護(hù)不動(dòng)作;Ck表示下級(jí)保護(hù)區(qū)域閉鎖信號(hào)，Ck為1 表示收到閉鎖信息，Ck為0即未收到閉鎖信息。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方法，其特征在于，步 驟3中判斷斷路器是否動(dòng)作具體為當(dāng)故障發(fā)生后，保護(hù)區(qū)域?qū)⒍ㄆ谑盏绞坠?jié)點(diǎn)斷路器的狀 態(tài)B，B值為1表示斷路器閉合，B值為0表示斷路器斷開(kāi)，當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)B = 1且Mi = l，則表明 保護(hù)出口動(dòng)作信息與斷路器信息不一致，判定斷路器出現(xiàn)失靈故障，及時(shí)向主站發(fā)送斷路 器失靈信息;若未失靈則斷開(kāi)故障饋線段負(fù)荷開(kāi)關(guān)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于邏輯量信息的配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)方法，其特征在于，故 障饋線段定位判據(jù)為式(5)，根據(jù)該判據(jù)能在斷路器滅弧后斷開(kāi)m，m+l節(jié)點(diǎn)處的分段開(kāi)關(guān)， 恢復(fù)正常線路供電；> 0 j故障發(fā)生于W，"! +1之間 M2表示第m節(jié)點(diǎn)與第m+1節(jié)點(diǎn)之間的支路故障情況，若M2為0則表示該支路上無(wú)故障，M2 大于0則表示故障發(fā)生在該條支路上。
【文檔編號(hào)】H02H7/28GK105977937SQ201610412007
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】馬靜, 劉暢, 康勝陽(yáng)
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)