專利名稱：電力網(wǎng)管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及一種用于將至少一個參數(shù)集合應(yīng)用于具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置的方法。此外，它涉及一種適合于將至少一個參數(shù)集合應(yīng)用于具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置的設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過使用智能電子裝置(IED)來防止電力網(wǎng)出故障(例如短路)。IED中的保護功能例如在IEEE/ANSI標準中已經(jīng)被標準化，并且在IEC 61850中例如作為邏輯節(jié)點是可用的。每一個保護性設(shè)定(setting)的目標是實現(xiàn)選擇性，即，最接近故障位置(例如在放射狀網(wǎng)絡(luò)的情況下為上游)的保護繼電器使斷路器跳閘。所有其它繼電器可檢測故障， 但不會切斷或者至少僅在預(yù)定義延遲之后才切斷。這在常規(guī)保護出故障時確保備用保護。通常，對于給定電力網(wǎng)狀態(tài)在策劃(engineering)時定義保護功能的參數(shù)。但是， 這種狀態(tài)可隨時間而改變，并且因而應(yīng)當(dāng)調(diào)整保護參數(shù)。在一些情況下，策劃確實通過定義不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的設(shè)定組(例如夏季/冬季設(shè)定)來考慮那種情況，設(shè)定組通常定義保護功能的值集合。設(shè)置正確活動設(shè)定組則是公用事業(yè)的保護工程師或操作員的職責(zé)。通過引入基于微處理器的繼電器，形成了使用繼電器的新處理能力和可編程性在操作期間調(diào)整保護系統(tǒng)的行為的思路。直到那時，通常采用在繼電器的多種參數(shù)中體現(xiàn)的不可變行為來設(shè)計和實現(xiàn)保護系統(tǒng)。保護工程師將系統(tǒng)設(shè)計成使得它正確響應(yīng)設(shè)計時可想到的電力系統(tǒng)中的所有意外事故。但是，由于保護系統(tǒng)可在大量不同情況下進行正確響應(yīng)， 所以這種行為往往損害有利于可靠性的故障選擇性和網(wǎng)絡(luò)可用性。與此不同，基于計算機的繼電器甚至在已經(jīng)將它們安裝在電力系統(tǒng)之后也允許改變其特性。雖然存在所提出的許多思路，但是繼電器設(shè)定調(diào)整的最值得注意的實現(xiàn)是設(shè)定組。數(shù)字繼電器具有存儲在不同系統(tǒng)條件下控制其行為的多個參數(shù)集合的容量。設(shè)定在策劃時定義并且上載到繼電器。在操作期間，人類操作員能夠通過向繼電器發(fā)送控制信號來切換活動設(shè)定組。關(guān)于切換時間以及切換到哪一組的判定仍然由操作員做出。此外，主要難題之一是微網(wǎng)的可響應(yīng)主網(wǎng)故障和微網(wǎng)故障的保護系統(tǒng)，其中微網(wǎng)連接到主網(wǎng)。在第一種情況下，保護系統(tǒng)可以所需的速度將微網(wǎng)與主網(wǎng)分隔，以便保護微網(wǎng)負載。在第二種情況下，保護系統(tǒng)可在清除故障時分隔微網(wǎng)的最小部分。微網(wǎng)的分段、即多個孤島或子微網(wǎng)的創(chuàng)建可由微源(micro-source)和負載控制器來支持。在這些情況下，與保護系統(tǒng)的選擇性(錯誤的、不必要跳閘)和靈敏度(未檢測到的故障或延遲的跳閘)相關(guān)的問題會出現(xiàn)。尤其是，看到主網(wǎng)連接和孤島模式中的故障電流之間的較大差異可引起微網(wǎng)的保護中的差錯。微網(wǎng)保護系統(tǒng)可具有對故障的高靈敏度以及對分隔/劃分微網(wǎng)的選擇性，特別是在具有功率電子(PE)接口(低故障電流電平)的分布式能量資源(DER)的情況下。
實際上，關(guān)于在故障情況下是劃分微網(wǎng)還是將其關(guān)閉的判定取決于微網(wǎng)客戶的需要以及所涉及成本(保護和通信)對于通過劃分(例如降低的最終客戶中斷時間)所獲得的利益是否是合理的。實際上，微網(wǎng)的操作條件由于間斷微源(風(fēng)力和太陽能)和周期負載變化而不斷變化。通常，短路電流的方向和幅度也將改變。同樣，網(wǎng)絡(luò)拓撲可定期改變，旨在損耗最小化或者實現(xiàn)其它經(jīng)濟或操作目標。另外，可因主網(wǎng)中或者微網(wǎng)內(nèi)部的故障而形成不同尺寸和內(nèi)容的可控孤島。在這類情況下，繼電器協(xié)調(diào)的丟失可能發(fā)生，并且具有單個設(shè)定組的通用過電流 (OC)保護可能變得不充分，即，它不會對于所有可能故障保證選擇性操作。因此，必要的是確保為OC保護繼電器所選的設(shè)定考慮電網(wǎng)拓撲以及位置、類型和發(fā)電量的變化。否則，不希望的操作或者需要時無法進行操作可能發(fā)生。為了處理由具有功率電子接口的微源所主導(dǎo)的微網(wǎng)中的雙向功率流和低短路電流電平，需要新的保護原理，其中可周期地檢查/更新繼電器的設(shè)定參數(shù)，以便確保它們?nèi)匀皇沁m當(dāng)?shù)摹?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供針對(尤其包括分布式能量資源的)電力網(wǎng)中的故障的改進保護。按照第一方面，提供一種用于對于具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置調(diào)整至少一個參數(shù)集合的方法，包括a)讀取電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個開關(guān)裝置的狀態(tài)；b)仿真電力網(wǎng)中的至少一個網(wǎng)絡(luò)故障；C)在考慮電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下，使用由至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障所引發(fā)的仿真故障電流來推斷至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)集合；d)在所述至少一個智能電子裝置的至少一個中設(shè)置所述至少一個參數(shù)集合。在可與本文的其它實施例進行組合的一個典型實施例中，在步驟C)，在考慮預(yù)定義范圍之內(nèi)的預(yù)測信息的情況下進一步推斷所述至少一個新參數(shù)集合。預(yù)測信息的預(yù)定義范圍通?？梢允?. ^ulhjh、1 或Mh。在另一個實施例中，預(yù)測信息包括與天氣、例如風(fēng)力渦輪機、光伏發(fā)電廠等分布式能量資源的狀態(tài)和/或負載的未來狀態(tài)有關(guān)的信息。尤其是，本發(fā)明處理保護電力網(wǎng)的智能電子裝置(IED)的保護參數(shù)設(shè)定。本發(fā)明的思路是擴大IED檢測保護設(shè)定調(diào)整的需要并且通知人類操作員關(guān)于該需要(例如通過報警)或者自動且自主地執(zhí)行參數(shù)設(shè)定的能力，最終目標是提高選擇性、靈敏度(繼電器必須感測不同故障但不感測浪涌電流)和速度(繼電器必須在最短可能時間內(nèi)反應(yīng))。在一個典型實施例中，按照本發(fā)明的方法針對下列步驟檢測對作為描述電力網(wǎng)的狀態(tài)(例如開關(guān)的位置)的變量的布爾函數(shù)的保護設(shè)定的調(diào)整的需要；在一個典型實施例中，通知操作員關(guān)于更新一個或多個IED的保護設(shè)定的需要；自動建議正確保護參數(shù)-在一個典型實施例中向操作員自動建議；在一個典型實施例中，每當(dāng)檢測到對調(diào)整的需要時， 由IED(或者能夠與IED通信的裝置)自動地(并且自主地)更新保護參數(shù)。在一個典型實施例中，按照本發(fā)明的方法可適用于可能包括分布式發(fā)電的放射狀網(wǎng)絡(luò)中的過電流保護的設(shè)定。
在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)拓撲包括低壓和中壓線路、多個開關(guān)裝置之間的連接等等。在另一個實施例中，智能電子裝置可控制電力網(wǎng)中的至少一個開關(guān)裝置、尤其是斷流器。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的一個典型實施例中，參數(shù)集合包括至少一個參數(shù)，尤其是包括多個參數(shù)。在一個典型實施例中，參數(shù)集合的參數(shù)可包括至少一個智能電子裝置的保護設(shè)定。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，參數(shù)集合的參數(shù)包括跳閘電壓、跳閘時間、跳閘條件或跳閘特性。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的一個典型實施例中，開關(guān)裝置的狀態(tài)可包括兩種狀態(tài)，具體而言是斷開開關(guān)狀態(tài)和閉合開關(guān)狀態(tài)。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，仿真網(wǎng)絡(luò)故障可位于電力網(wǎng)中。在另一個實施例中，仿真網(wǎng)絡(luò)故障可位于負載和/或分布式能量資源中。在另一個實施例中，分布式能量資源中的故障通常可通過裝置的保護(例如發(fā)電機保護)來清除。在一個典型實施例中，負載上的故障應(yīng)當(dāng)通過負載的保護(例如到電網(wǎng)的家庭連接處的主熔絲)來清除。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，電力網(wǎng)可包括兩個以上不同的智能電子裝置，其中至少兩個不同的智能電子裝置具有不同的參數(shù)集合。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的一個典型實施例中，電力網(wǎng)是中壓和 /或低壓配電網(wǎng)。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，仿真基本上全部可預(yù)測網(wǎng)絡(luò)故障。在另一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)故障包括短路、負載錯誤、閃電和/或類似的。在可與其它實施例進行組合的另一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可包括離散化測量和/ 或狀態(tài)值，例如電流、電壓、分布式發(fā)電(DG)源等等。按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于對于具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置調(diào)整至少一個參數(shù)集合的方法，包括a)讀取電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)， 其中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個開關(guān)裝置的狀態(tài)；b)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)從多個參數(shù)集合中選擇至少一個智能電子裝置的至少一個參數(shù)集合；c)在至少一個智能電子裝置中設(shè)置至少一個參數(shù)集合。但是在一個典型實施例中，設(shè)定或參數(shù)集合可在使用電力網(wǎng)之前預(yù)先計算。在可與本文的其它實施例進行組合的一個典型實施例中，在步驟b)，在考慮預(yù)定義范圍之內(nèi)的預(yù)測信息的情況下選擇至少一個新參數(shù)集合。預(yù)測信息的預(yù)定義范圍通常可以是0. 5hUh,6hU2h或Mh。在另一個實施例中，預(yù)測信息包括與天氣、例如風(fēng)力渦輪機、 光伏發(fā)電廠等分布式能量資源的狀態(tài)和/或負載的未來狀態(tài)有關(guān)的信息。按照一個典型實施例，通過遍歷(through)多個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行置換來創(chuàng)建多個參數(shù)集合，其中，對于各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)i)在電力網(wǎng)中仿真至少一個網(wǎng)絡(luò)故障；以及ii)在考慮至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下推斷至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)集合。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，將各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)編碼為邏輯表達式、尤其是布爾表達式，尤其使得通過包含二進制值的向量來表示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在另一個實施例中，步驟i)和ii)通過遍歷基本上全部網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行置換來創(chuàng)建。在一個典型實施例中，方法還可包括創(chuàng)建包含具體編碼為邏輯表達式的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的表和/或數(shù)據(jù)庫，并且參數(shù)集合對應(yīng)于表和/或數(shù)據(jù)庫中的各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在另一個實施例中，基本上只有對至少一個智能電子裝置的保護系統(tǒng)的行為具有影響的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)才可存儲在表和/或數(shù)據(jù)庫中。在一個典型實施例中，表和/或數(shù)據(jù)庫存儲在智能電子裝置中和/或變電站中、配電區(qū)中、網(wǎng)絡(luò)控制中心中的存儲裝置中。按照可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例，在步驟a)之后，該方法包括al)將實際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)編碼為邏輯表達式、尤其是布爾表達式，尤其使得通過包含二進制值的向量來表示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。但是，布爾值簡化參數(shù)集合的推斷或者參數(shù)集合的選擇。此外，在一個典型實施例中，布爾值可簡化關(guān)于繼電器或開關(guān)設(shè)定是否必須調(diào)整的確定。在一個典型實施例中，步驟a)、b)、C)和/或d)在事件之后執(zhí)行。但是，可確定、尤其是可自動確定調(diào)整繼電器設(shè)定或者智能電子裝置的設(shè)定的必要性。在一個典型實施例中，事件可以是網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化、天氣的變化、時間的變化。此外，在一個典型實施例中，至少一個新參數(shù)集合的推斷可包括與未來負載、未來可用能量資源等等有關(guān)的預(yù)測信息。但是，在另一個實施例中，預(yù)測可具有預(yù)測時間，其中尤其是，大致在預(yù)測時間應(yīng)用至少一個智能電子裝置中的至少一個參數(shù)集合的設(shè)定。在另一個實施例中，事件可以是分布式能量資源的連接或斷開、例如到孤島模式或者到連接模式的網(wǎng)絡(luò)拓撲變化。此外，事件可包括分布式發(fā)電(DG)級的預(yù)測的變化。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的一個典型實施例中，系統(tǒng)狀態(tài)或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可以僅在變化時、尤其是在使網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)離散化時尤其經(jīng)由通信基礎(chǔ)設(shè)施來發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可經(jīng)由IEC 61850的GOOSE消息來發(fā)送。在另一個實施例中，周期地執(zhí)行步驟a)。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，步驟b)、c)和/或 d)可以僅當(dāng)實際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)與前一個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不同時才執(zhí)行。在一個典型實施例中，僅當(dāng)至少一個參數(shù)與至少一個實際參數(shù)不同時才設(shè)置至少一個智能電子裝置的參數(shù)集合。在一個典型實施例中，繼電器設(shè)定和/或參數(shù)集合僅發(fā)送給受影響繼電器或智能電子裝置。因此，可減少通信消息量。在另一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括所有開關(guān)的位置。按照一個典型實施例，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括連接到電力網(wǎng)的分布式能量資源的狀態(tài)和/ 或連接到電力網(wǎng)的負載的狀態(tài)。
在一個典型實施例中，分布式能量資源可以是柴油發(fā)電機、光伏能量源和/或風(fēng)力能量源。在可與其它實施例進行組合的另一個實施例中，自動設(shè)置應(yīng)用于智能電子裝置的參數(shù)集合。本發(fā)明的另一個方面可針對一種適合于對于具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置調(diào)整至少一個參數(shù)集合的設(shè)備，其中該設(shè)備適合接收電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個開關(guān)裝置的狀態(tài)；其中該設(shè)備包括計算單元，該計算單元適合用于仿真電力網(wǎng)中的至少一個網(wǎng)絡(luò)故障，并且用于在考慮電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下使用由至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障所引發(fā)的仿真故障電流來推斷至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)集合；其中該設(shè)備還將參數(shù)集合提供給至少一個智能電子裝置，用于更新智能電子裝置的參數(shù)。在一個典型實施例中，提供一種自調(diào)整保護IED。按照另一個方面，提供一種適合對于具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置調(diào)整至少一個參數(shù)集合的設(shè)備，其中該設(shè)備適合接收電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中該網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個開關(guān)裝置的狀態(tài)；其中該設(shè)備包括計算單元，該計算單元適合用于根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)從多個參數(shù)集合中選擇至少一個智能電子裝置的至少一個參數(shù)集合；其中該設(shè)備還將參數(shù)集合提供給至少一個智能電子裝置，用于更新該電子裝置。按照可與其它實施例進行組合的一個典型實施例，將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)編碼為邏輯表達式、尤其是布爾表達式，尤其使得可通過包含二進制值的向量來表示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在另一個實施例中，該設(shè)備適合通過遍歷多個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行置換來創(chuàng)建多個參數(shù)集合，其中，對于各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)i)仿真至少一個網(wǎng)絡(luò)故障；以及ii)在考慮網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下使用由至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障所引發(fā)的仿真故障電流來推斷至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)集合。在一個典型實施例中，電力網(wǎng)包括放射狀網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)、過電流和定向過電流繼電器、帶有或沒有分布式發(fā)電機(DG)的網(wǎng)絡(luò)。在可與其它實施例進行組合的另一個實施例中，可在例如變電站中、區(qū)域中、網(wǎng)絡(luò)控制中心中和/或智能電子裝置中的中央計算機處收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在一個典型實施例中，該設(shè)備是智能電子裝置或繼電器。在另一個典型實施例中，可在各繼電器或智能電子裝置中收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。但是在一個典型實施例中，受影響繼電器或智能電子裝置激活設(shè)定或參數(shù)集合， 而無需與其它繼電器進一步協(xié)調(diào)。因此，甚至僅在少數(shù)繼電器中的新設(shè)定的激活也不會使保護系統(tǒng)的行為惡化。在一個典型實施例中，電網(wǎng)通信基礎(chǔ)設(shè)施可設(shè)置在智能電子裝置之間。在另一個實施例中，如果一個繼電器或智能電子裝置無法確定新設(shè)定，則它可經(jīng)由通信基礎(chǔ)設(shè)施從任何其它繼電器得到參數(shù)的新設(shè)定或集合。在可與其它實施例進行組合的一個典型實施例中，第一繼電器或第一智能電子裝置可在特定時間延遲之后和/或由于由相鄰裝置進行的其性能檢驗的結(jié)果而向第二繼電器或第二智能電子裝置發(fā)送請求。在一個典型實施例中，各繼電器或智能電子裝置計算或推斷新參數(shù)集合。然后，智能電子裝置使參數(shù)設(shè)定或集合準備就緒。在另一個實施例中，智能電子裝置或繼電器應(yīng)請求，尤其是應(yīng)變電站、網(wǎng)絡(luò)控制中心和/或另一個智能電子裝置或繼電器的請求來計算或推斷新參數(shù)集合。在一個典型實施例中，在具有至少兩個繼電器或智能電子裝置的電力網(wǎng)中，這些智能電子裝置其中之一可計算或推斷其它智能電子裝置或繼電器的參數(shù)集合或設(shè)定。但是，進行計算或推斷的繼電器或智能電子裝置可充當(dāng)?shù)谝晃坏?primus inter pares)，并且可負責(zé)計算或者在繼電器無法執(zhí)行計算時作為備用方案。通過從屬權(quán)利要求、描述和附圖，其它優(yōu)點、特征、方面和細節(jié)是顯而易見的。實施例還針對用于執(zhí)行所公開方法并且包括用于執(zhí)行所述方法步驟的設(shè)備部分的設(shè)備。此外，實施例還針對所述設(shè)備進行工作或者制造所述設(shè)備所用的方法。它還包括用于執(zhí)行設(shè)備的功能或者制造設(shè)備的部分的方法步驟。方法步驟可通過硬件組件、固件、軟件、通過適當(dāng)軟件所編程的計算機、通過其任何組合或者按照任何其它方式來執(zhí)行。因此，IED的能力擴大到檢測保護設(shè)定調(diào)整的需要，并且通知人類操作員關(guān)于該需要(例如通過報警)或者自動地和/或自主地執(zhí)行參數(shù)設(shè)定。因此，IED的選擇性、靈敏度 (繼電器可感測不同故障而不感測浪涌電流)和/或速度(繼電器可在最短可能時間中進行反應(yīng))得到提高。在一個典型實施例中，本發(fā)明的基于保護繼電器設(shè)定相關(guān)于微網(wǎng)狀態(tài)(例如拓撲、發(fā)電和負載)的調(diào)整的概念。在一個典型實施例中，可使用下列定義自適應(yīng)保護一種在線活動，它修改對系統(tǒng)條件或要求的變化的優(yōu)選保護性響應(yīng)。它通常是自動的，但能夠包括及時人工干預(yù)。自適應(yīng)繼電器一種繼電器，它能夠通過外部生成信號或控制動作使其設(shè)定、特性或邏輯功能及時地在線改變。通常，自適應(yīng)保護的目標不是在電力系統(tǒng)的變化之后重新建立保護系統(tǒng)的正確或可靠行為，原因在于初始設(shè)定通常將在所有情況下保護系統(tǒng)。調(diào)整而是針對提高選擇性、避免多余跳閘等等，并且因而提高網(wǎng)絡(luò)的可用性。通常，自適應(yīng)保護可按照其技術(shù)方式來分類-在繼電器計算和跳閘邏輯中包含附加測量，例如負載或故障特性。-向繼電器傳遞系統(tǒng)狀態(tài)信息、例如開關(guān)位置，并且在跳閘邏輯中使用該信息。-分析系統(tǒng)狀態(tài)(離線)，并且針對當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)來檢查繼電器設(shè)定，修改設(shè)定并且在必要時上載到繼電器。


為了能夠詳細了解本發(fā)明的上述特征的方式，可參照實施例來進行以上概述的對本發(fā)明的更具體描述。附圖涉及本發(fā)明的實施例，并且描述如下圖Ib示出用于參數(shù)的離線計算的方法的流程圖；圖Ib示出使用離線計算的參數(shù)的方法的流程圖；圖2示出參數(shù)的在線計算的方法的流程圖；圖3示意示出網(wǎng)絡(luò)；圖4示意示出具有故障的圖3所示網(wǎng)絡(luò)；圖5示意示出故障之后的圖4所示網(wǎng)絡(luò)；
圖6示意示出網(wǎng)絡(luò)的另一個實施例；圖7示意示出具有故障的圖6所示網(wǎng)絡(luò)；圖8示意示出具有微網(wǎng)中央控制器的圖6所示網(wǎng)絡(luò)；圖9示意示出斷路器內(nèi)部的本地保護功能；圖10示意示出事件表的結(jié)構(gòu)；圖11示意示出微網(wǎng)保護和控制架構(gòu)的一個實施例；以及圖12示意示出在線自適應(yīng)保護算法的階段?？梢栽O(shè)想的是，一個實施例的元件可有利地用于其它實施例中而無需進一步列舉。
具體實施例方式電力系統(tǒng)當(dāng)前經(jīng)歷操作要求方面的相當(dāng)大變化-主要是由于解除管制并且由于增加的分布式能量資源(DER)量。在許多情況下，DER包括允許小規(guī)模(微源)發(fā)電的不同技術(shù)，并且其中一部分利用諸如太陽能、風(fēng)力或水力能量之類的再生能量資源(REQ。使微源靠近負載的優(yōu)點是降低傳輸損耗以及防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。此外，使連接到低壓(LV)配電網(wǎng)的最終客戶的電力供應(yīng)中斷的機會減小，原因在于在嚴重系統(tǒng)干擾的情況下，相鄰微源、可控負載和能量存儲系統(tǒng)可工作在孤島模式(實際上，電力輸送能夠完全與主網(wǎng)的狀態(tài)無關(guān))。 這是稱作微網(wǎng)的一個典型實施例。微網(wǎng)向最終客戶、公用事業(yè)和社會提供多種優(yōu)點，例如-提高的能量效率，-最小化的總能量消耗，-降低的溫室效應(yīng)氣體和污染物排放，-提高的服務(wù)質(zhì)量和可靠性，-節(jié)省成本的電力基礎(chǔ)設(shè)施更換。對于下列實施例的一般描述，可假定存在適當(dāng)?shù)?in place)變電站 (substation)自動化系統(tǒng)或者智能電子裝置(IED)之間諸如基于IEC 61850之類的至少一個通信基礎(chǔ)設(shè)施。還可假定其中主保護系統(tǒng)由過電流(OC)繼電器組成的網(wǎng)絡(luò)。在存在連接到網(wǎng)絡(luò)的分布式能量資源(DER)的情況下，主保護系統(tǒng)由定向過電流繼電器組成。在可與其它實施例進行組合的一個典型實施例中，IED是例如用于斷路器、繼電器、變壓器和/或電容器組的電力系統(tǒng)設(shè)備的基于微處理器的控制器。IED可從至少一個傳感器和電力設(shè)備接收數(shù)據(jù)。此外，IED可在它們感測到電壓、電流或頻率異?；蛘呱呋蚪档偷碾妷弘娖綍r發(fā)出諸如使斷路器跳閘之類的命令，以便保持預(yù)期電平。在一個典型實施例中，IED可包含大約5至12個保護功能、用于控制單獨裝置的5至8個控制功能。此外， IED可包括通信功能。在一個實施例中，能夠通過分析網(wǎng)絡(luò)的基本拓撲和基本上所有開關(guān)的當(dāng)前位置來表示電力系統(tǒng)的相關(guān)于拓撲的狀態(tài)。在可與其它實施例進行組合的一個典型實施例中，這個信息可映射到布爾邏輯的子句。邏輯公式又可對應(yīng)于適合特定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的繼電器設(shè)定。 因此，可通過使用開關(guān)狀態(tài)信息作為用于評估布爾公式的輸入來得到(定向)oc繼電器的設(shè)定。在其它實施例中，可使用其它邏輯來映射網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在另一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可以僅包括基本上全部開關(guān)的狀態(tài)、負載的狀態(tài)和/或分布式能量資源的狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)的拓撲則可單獨存儲和/或從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及(表示網(wǎng)絡(luò)元件和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等的示意性所有位置的)基本拓撲來推斷。通常，與智能電子裝置(IED)同義地使用術(shù)語“繼電器”。在一個典型實施例中，智能電子裝置可包括繼電器。通常，用于得出特定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的繼電器設(shè)定的方法的兩個典型實施例會是可能的。在該方法的第一實施例中，能夠預(yù)先計算所有可能的設(shè)定。布爾公式則用作選擇適當(dāng)設(shè)定的指標(index)。通常，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)具有較少數(shù)量的可能狀態(tài)時，可應(yīng)用用于得出繼電器設(shè)定的這個實施例。那就意味著，可在安裝或連接網(wǎng)絡(luò)之前計算所有狀態(tài)。在該方法的第二實施例中，可在線計算繼電器設(shè)定，那就表示例如在開關(guān)的位置已經(jīng)改變的情況下。確定正確繼電器設(shè)定的算法將相同布爾網(wǎng)絡(luò)表示作為輸入。在這種情況下，在第一種情況下在策劃時間期間使用的用于計算繼電器設(shè)定的規(guī)則包含在算法中， 并且能夠在網(wǎng)絡(luò)操作期間的任何時間運行。在上述兩個實施例中，可通過除了開關(guān)狀態(tài)之外還使用測量結(jié)果或其它可用信息來擴大與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)有關(guān)的信息。尤其是，與分布式能量資源(DER)的發(fā)電水平有關(guān)的信息可用于得到更準確的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)表示。這個信息可經(jīng)過離散化，因此可用于擴大布爾邏輯的原始子句。在一個典型實施例中，還有可能結(jié)合預(yù)測(例如，對于DER發(fā)電水平，例如取決于氣候條件等和/或負載的預(yù)測)。同樣，該信息可用于擴大布爾公式或其它邏輯公式，因此可應(yīng)用上述兩個機制。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，系統(tǒng)狀態(tài)信息或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、即開關(guān)位置和/或上述擴大的離散化信息可經(jīng)由變電站自動化系統(tǒng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施周期地或者在發(fā)生變化時發(fā)送。按照一個實施例，可檢測對調(diào)整控制例如斷路器的IED的保護參數(shù)的需要。除了可檢測更新繼電器參數(shù)的必要性的其它手段之外，布爾或其它邏輯公式的上述評估也可產(chǎn)生這種信息。使用所述方法，可得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的適當(dāng)繼電器設(shè)定。可將這些設(shè)定與當(dāng)前活動的繼電器設(shè)定進行比較。在一個實施例中，存在差異的情況下，可改變繼電器設(shè)定。當(dāng)結(jié)合預(yù)測信息時，如以上對于一個實施例所述，參數(shù)調(diào)整的觸發(fā)也可以是時間相關(guān)的。在一個典型實施例中，預(yù)測可定義假定所預(yù)測條件成為現(xiàn)實的時間或者在它們成為現(xiàn)實之前的所定義時間，例如在它們成為現(xiàn)實之前的0. 5hUhU2h或Mh。因此，可在某個時間點觸發(fā)繼電器參數(shù)的調(diào)整。在一個典型實施例中，為了適應(yīng)與預(yù)測的可能偏差，可建議實際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的檢查以及可能的再次校正動作。定義對保護設(shè)定調(diào)整的需要的功能性可按照與基于拓撲的聯(lián)鎖規(guī)則 (inter-locking rules)相同的方式來建立。在一個實施例中，使用IEC 61850，使得相當(dāng)于將各IED配置成監(jiān)聽由其它IED所發(fā)送的、通常通知它們關(guān)于相關(guān)開關(guān)的位置供它們判定對保護設(shè)定重新配置的需要的特定GOOSE消息，其方式與控制聯(lián)鎖(CILO)邏輯節(jié)點使用其它(相關(guān))開關(guān)的位置的輸入相關(guān)于聯(lián)鎖規(guī)則來確定開關(guān)能夠斷開還是閉合相同。在一個典型實施例中，必要時，相關(guān)開關(guān)和其它信息、例如功率流方向可在策劃時間確定，尤其是按照與對于聯(lián)鎖進行的相似方式來確定。注意，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和/或拓撲的變化可要求調(diào)整多個保護功能的參數(shù)，并且因而可影響(尤其是獨立地影響)多個IED或繼電器。在一個典型實施例中，一旦已經(jīng)確定對重新配置的需要，則可通過適當(dāng)手段、例如通過監(jiān)測器上的警告和/或通過基礎(chǔ)通信技術(shù)的專用報警消息來通知操作員。通過選擇充分的設(shè)定組或者通過改變IED中的保護參數(shù)來采取動作則是人的(例如操作員或保護工程師的)職責(zé)。在可與本文所公開的其它實施例進行組合的另一個實施例中，如果不希望有人工干預(yù)，則可自動調(diào)整保護參數(shù)，在下一小節(jié)進行描述。在一個典型實施例中，對保護參數(shù)的重新配置的需要的檢測也可由能夠與IED進行通信的諸如網(wǎng)關(guān)或變電站中的站計算機之類的另一個計算裝置(或主機(master))來接管。相同方法則適用于那個計算裝置，并且它可取代它能夠與其進行通信的所有IED的檢測方法。每當(dāng)對布爾公式或其它適當(dāng)邏輯公式的一個輸入發(fā)生變化(基于事件)時執(zhí)行和 /或周期地執(zhí)行對保護參數(shù)的重新配置的需要的檢測。在一個典型實施例中，為了避免不必要的計算和/或(操作員)通知，可使用預(yù)設(shè)延遲，使得將多個連續(xù)變化“作為一個”來處理。下面描述斷路器或開關(guān)的繼電器的保護設(shè)定的自動更新。在一個實施例中，一旦確定對重新配置的需要，則相關(guān)保護參數(shù)可由IED自動更新。四種備選情況可適用，它們在一些實施例中可相互組合。1.在策劃時間期間預(yù)先計算每種可能的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的保護參數(shù)，并且將其保存在 IED中。然后，關(guān)于相關(guān)開關(guān)的布爾邏輯以及可能其它離散(或離散化)標準可用于確定對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)并且因而確定要應(yīng)用的保護參數(shù)，然后它們能夠由IED獨立地設(shè)置。在一個實施例中，設(shè)定組的概念可用于存儲與相關(guān)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對應(yīng)的不同參數(shù)集合，只要IED提供足夠的參數(shù)集合就可。當(dāng)可能情況(具有不同設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài))的數(shù)量不是過大(對處理能力的影響低)時，這種情況特別適用。2.在另一個實施例中，可由每個受影響IED按照與它在工程期間對于情況1進行的相似方式獨立地重新計算保護參數(shù)。用于確定繼電器設(shè)定的算法可以是位置無關(guān)的，即， 各繼電器可使用具有相同輸入信息、特別是網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的表示的相同算法。然后在各IED中獨立地設(shè)置保護參數(shù)(條件是它們與使用中的不同)。在可與其它實施例進行組合的這個實施例中，可無需人工干預(yù)而自動計算參數(shù)設(shè)定，并且IED具有運行這種算法的處理能力。3.在另一個實施例中，能夠與所有IED進行通信的另一個計算裝置(或主機)(例如變電站中的站計算機、網(wǎng)關(guān)或者甚至繼電器之一)接管對保護功能的重新配置的需要的檢測。然后，同一個計算裝置(按照與情況1中所述相似的方式)使用預(yù)先計算表或者(按照與情況2中所述相似的方式)通過使用專用算法來確定在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中要使用的參數(shù)。經(jīng)修改的保護參數(shù)則由主機上載到所有IED。4.實施例情況3的變體是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化要求重新配置在沒有直接連接(以通信方式)到同一個計算裝置(或主機)的IED中運行的保護參數(shù)時。在這種情況下，每一個主機可在其域中獨立地執(zhí)行保護參數(shù)更新(其中域是它能夠與其直接通信的所有IED的集合)。通常，用于更新繼電器設(shè)定的上述四種情況在更新過程中均不要求事務(wù)行為，尤其是為了確保需要調(diào)整的所有保護功能實際上這樣做，而且同時這樣做。尤其是，在一個典型實施例中，沒有強制受影響繼電器全部更新其參數(shù)或者受影響繼電器均不更新其參數(shù)。 因此，在這個實施例中，不需要“提交(Commit)”或“退回(Revert back)”邏輯?！疤峤弧被?“退回”邏輯通常表示事務(wù)行為。如果應(yīng)用多個設(shè)定，或者如果新設(shè)定應(yīng)用于多個裝置，則事務(wù)行為確?！叭谢蛉珶o”。如果正確應(yīng)用所有設(shè)定，則變化被提交，并且它從這個時刻開始是有效的。如果新值的任何單個應(yīng)用失敗，則智能電子裝置可退回到前一個狀態(tài)，并且丟棄所有新設(shè)定。這通常又稱作“回退(rollback)”。尤其是，在一個實施例中，可以不需要事務(wù)行為中的“提交”或“退回”邏輯、即“全有或全無”。通常，保護系統(tǒng)沒有惡化，一組繼電器的一部分可能沒有成功應(yīng)用新設(shè)定。尤其是，這意味著，無需強制繼電器之間相關(guān)于其參數(shù)更新的協(xié)調(diào)。在一個典型實施例中，(在設(shè)計時或在線地)確定正確繼電器設(shè)定的算法確保在一個繼電器無法更新其參數(shù)時沒有損害保護系統(tǒng)的行為。在(可能運行于不同IED的)多個過電流保護功能需要更新其參數(shù)的情況下，與根本沒有調(diào)整參數(shù)的情況相比，即使一個沒有使其設(shè)定被調(diào)整，選擇性和/或靈敏度也將得到提高。在一個實施例中，能夠基于事件(例如每當(dāng)相關(guān)開關(guān)的位置發(fā)生變化時)或者周期地觸發(fā)對自動更新的需要。通常，能夠引入預(yù)設(shè)延遲，以便避免不必要的“中間”參數(shù)調(diào)整，使得將多個連續(xù)變化“作為一個”來處理。在另一個實施例中，代替自動更新保護參數(shù)，可應(yīng)用人為監(jiān)控過程所述方法之一能夠用于確定適當(dāng)保護參數(shù)值；然后向人類操作員建議那些保護參數(shù)值，人類操作員則有接受它們(并且因而可自動設(shè)置它們)或者拒絕它們的選擇權(quán)。圖Ia示出方法的一個實施例的流程圖的第一部分。在圖Ia和圖Ib所示的實施例中，圖Ia所示的步驟1000至1070可在策劃時間、例如在網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)安裝新開關(guān)或斷路器之前執(zhí)行。在圖Ia所示的離線分析中，對于所有網(wǎng)絡(luò)配置，將狀態(tài)進行編碼，執(zhí)行故障分析，并且隨后計算IED的設(shè)定等等。網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)可包括開關(guān)的配置，例如，開關(guān)或斷路器是斷開還是閉合、能量源的配置、負載的配置等等。例如，由例如光伏電站等分布式能量源所產(chǎn)生的電力可在一天、天氣和/或一年期間變化。在一個實施例中，這些狀態(tài)配置的每個可通過布爾子句來編碼(參見步驟1030)。在另一個實施例中，可使用另一個適當(dāng)邏輯。在另一個步驟1040，進行故障分析。故障分析可包括網(wǎng)絡(luò)中的所有可預(yù)測故障，例如短路、負載故障等等。在另一個步驟1050，計算所有IED的最佳設(shè)定。在一個典型實施例中，可使用向負載提供電力的最佳可用性的設(shè)定。在計算所有網(wǎng)絡(luò)配置的設(shè)定之后，在一個典型實施例中，僅選擇有意義的配置。在一些實施例中，這個步驟可省略。尤其是，可丟棄對保護系統(tǒng)的行為沒有影響的配置。在另一個實施例中，僅計算有意義配置的設(shè)定，即，僅對有意義配置執(zhí)行圖Ia所示具有步驟 1010、1020、1030、1040和1050的循環(huán)。那樣可減小計算量。在步驟1070，所有配置存儲在查找表或數(shù)據(jù)庫中。任何其它適當(dāng)存儲方案可用于存儲配置。例如，配置可集中地存儲在與所有IED連接的主服務(wù)器中。在另一個實施例中，各IED對于各網(wǎng)絡(luò)配置僅存儲供其使用的參數(shù)或設(shè)定。下面將在一個示范實施例中說明在網(wǎng)絡(luò)的操作期間如何調(diào)整設(shè)定或參數(shù)。針對圖 Ib來說明這個方面。在網(wǎng)絡(luò)操作期間，圖Ib所示的方法步驟的開始可以是基于事件的、例如在開關(guān)位置已經(jīng)改變之后，或者周期地和/或人工地。然后，在步驟1080，讀取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。例如，可讀取開關(guān)的所有位置。在下一個步驟1090，對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行編碼。編碼可以不僅包括開關(guān)位置信息，而且還可以包括與天氣、分布式能量資源所提供的電力等等有關(guān)的信息。在對信息進行編碼之后，經(jīng)編碼的信息用于查找所存儲查找表中或數(shù)據(jù)庫中的匹配條目(步驟1100)。加載IED的設(shè)定或參數(shù)。 在一個典型實施例中，在步驟3000，將這些設(shè)定或參數(shù)與IED中的當(dāng)前設(shè)定進行比較。如果例如所提出設(shè)定沒有與當(dāng)前設(shè)定不同，則不需要動作。在所提出的新設(shè)定或參數(shù)與當(dāng)前設(shè)定不同的情況下，在步驟3020，向操作員報警、向操作員報警并且對于IED提出新設(shè)定或參數(shù)或者向操作員報警并且在IED中自動設(shè)置所述設(shè)定或參數(shù)。在另一個實施例中，也可在沒有報警的情況下應(yīng)用新設(shè)定。圖2示出方法的第二實施例的流程圖。在圖2的實施例中，沒有如已經(jīng)針對圖Ia 和圖Ib所示的方法的實施例所述在策劃時間預(yù)先計算各IED的可能設(shè)定或參數(shù)，而是在已經(jīng)檢測到新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)或者可以其他方式觸發(fā)方法的開始之后，在網(wǎng)絡(luò)的操作期間來計算可能的設(shè)定或參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)操作期間，圖2所示的方法步驟的開始可以是基于事件的、例如在開關(guān)位置已經(jīng)改變之后，或者周期地和/或人工地。然后，在步驟2010，讀取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。例如，可讀取開關(guān)的所有位置。在下一個步驟2020，對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行編碼。在一個典型實施例中，可將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)編碼為布爾邏輯。編碼可以不僅包括開關(guān)位置信息，而且還可以包括與天氣、分布式能量資源所輸送的電力等等有關(guān)的信息。在另一個實施例中，省略步驟2020。在步驟2030，將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)與前一個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行比較。尤其是，確定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化對于保護系統(tǒng)是否重大。如果網(wǎng)絡(luò)配置或狀態(tài)變化不會影響保護系統(tǒng)的行為，則可避免故障的高成本分析。在另一個實施例中，省略比較步驟，而始終執(zhí)行故障分析。步驟2040和2050對應(yīng)于圖Ia所示實施例的步驟1040和1050。尤其是，在這些步驟中，分析網(wǎng)絡(luò)中可能的故障，并且計算IED或繼電器的設(shè)定或參數(shù)。步驟3000至3030對應(yīng)于圖Ib所示的實施例的步驟3000至3030，使得為了簡潔起見，參閱圖Ib的描述。第一實用示例圖3中，一個實施例示出來自饋線自動化的一個示例。圖3示出兩個饋線10、20， 它們之間具有常開開關(guān)(聯(lián)絡(luò)開關(guān)(tie switch))CBl0過電流保護安裝在各斷路器CB1、 CB11、CB12、CB13、CB14、CB21、CB22、CB23 和 CB24 級。第一饋線10和第二饋線20由不同源12、22供電，并且通過常開開關(guān)(或聯(lián)絡(luò)開關(guān))CBl分離。此外，圖3示出多個負載L11、L12、L13、L14、L21、L22、L23和L24。通過IED 中運行的、在各斷路器CB11、CB12、CB13、CB14、CB21、CB22、CB23和CBM級的過電流保護功能來確保網(wǎng)絡(luò)的保護。在本示例中，開關(guān)是斷路器，以便簡化論述。如圖4所示，故障可在到負載L12的線路上發(fā)生。如果經(jīng)過正確策劃(即，如果正確設(shè)置所有過電流保護功能的保護參數(shù))，則在斷路器CB12級的過電流保護功能可發(fā)起斷路器CB12的跳閘。因此，不再對負載L13和L14供電，如圖4所示。在第二饋線20的電源22具有足夠容量)的情況下，人工或自動饋線恢復(fù)算法可恢復(fù)送往負載L13和L14的電力，如下所述1.故障分隔斷開斷路器CB13。2.通過閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)或斷路器CBl對負載L13和L14的供電恢復(fù)。因此，在圖4所示的情況之后，饋線恢復(fù)算法因此通過如圖5所示斷開斷路器CB13 并且然后閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)CB1，來分隔負載L12中的故障。因此，經(jīng)由第二饋線20對負載L13 和L14恢復(fù)供電。但是，因此，與故障前的情況相比，通過斷路器CB14的功率流反向。因此，按照一個實施例，可更新斷路器CB14中的過電流保護的時間延遲設(shè)定-它可比CBl (并且因而斷路器CB24)中更快速地“進行反應(yīng)”。換言之，如果斷路器CB14處和斷路器CBl處的兩個過電流功能均檢測到故障，則斷路器CB14處的過電流功能應(yīng)當(dāng)更快速進行反應(yīng)。因此，為了確保選擇性標準，在斷路器CB14級的過電流保護設(shè)定則應(yīng)當(dāng)設(shè)置成比斷路器或聯(lián)絡(luò)開關(guān)CBl和斷路器CBM中的時間延遲更低(和/或與之不同的跳閘電流)。按照一個實施例，IED可檢測到可在沒有人工干預(yù)(或集中實體)的情況下調(diào)整斷路器CB14中的過電流保護功能。通過監(jiān)聽由斷路器CB13和聯(lián)絡(luò)開關(guān)CBl所發(fā)送的 GOOSE(面向通用對象的變電站事件)消息，它能夠確定通過斷路器CB14的功率流反向，并且因而斷路器CB14的過電流保護功能的當(dāng)前設(shè)定不再被正確定義(不是選擇性的)。在另一個實施例中，包含斷路器CB14的過電流保護功能的IED具有可用的功率流檢測機制，使得這個信息足以觸發(fā)過電流保護的參數(shù)的調(diào)整需要。在這里，在一個實施例中，或者可發(fā)出報警以通知操作員(例如在使用IEC 61850 時通過使用專用GGIO邏輯節(jié)點)，操作員則負責(zé)改變保護參數(shù)(例如，在一個典型實施例中，通過改變活動設(shè)定組)，或者在一個實施例中可自動更新這些設(shè)定。在一個實施例中，在檢測到過電流保護的參數(shù)需要調(diào)整時，能夠自動更新參數(shù)。通常，在一個實施例中，所有不同網(wǎng)絡(luò)拓撲的設(shè)定經(jīng)過預(yù)先計算并且存儲在IED 內(nèi)部。例如，關(guān)于相關(guān)開關(guān)的位置的布爾邏輯可用于選擇和應(yīng)用正確保護設(shè)定情況。在圖 5的示例中，這可適用于斷路器CB14。如果存在足夠的設(shè)定組，則它們的使用是可能的。否則，在另一個實施例中，可使用內(nèi)部表。此外，如果斷路器CB14的參數(shù)不能設(shè)置成比其它斷路器更低的延遲值，則“上游”、即在電流源22的方向上的過電流保護功能(也就是斷路器 CB1、CBM、CB23、CB22*CB21的過電流保護功能)的參數(shù)也可能需要更新。那就意味著， 斷路器CB14的參數(shù)可設(shè)置成使得該斷路器比斷路器CBl更快速地“進行反應(yīng)”，斷路器CBl 比斷路器CBM更快速地進行反應(yīng)，斷路器CBM比斷路器CB23更快速地進行反應(yīng)，斷路器 CB23比斷路器CB22更快速地進行反應(yīng)，斷路器CB22比斷路器CB21更快速地進行反應(yīng)。在一個典型實施例中，保持這些保護功能的IED還可監(jiān)聽拓撲的變化，并且獨立地進行反應(yīng)。在另一個實施例中，斷路器CB14的IED具有電力網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)拓撲的內(nèi)部模型以及相關(guān)開關(guān)(在一個典型實施例中，圖3至圖5所示的所有斷路器)的位置，并且自動地重新計算充分的設(shè)定。那就意味著，參數(shù)或保護設(shè)定可以不在表中查找，而是在線分析。注意，位于“上游”的斷路器CB1、CBM、CB23、CB22和CB21的過電流保護功能可按照相似或獨立地方式來更新。
在可與本文所述的其它實施例進行組合的另一個實施例中，具有到兩個饋線10、 20 中的所有開關(guān) CBl、CBl 1、CB12、CB13、CB14、CB21、CB22、CB23 和 CB24 的通信的集中計算裝置或主機(例如站計算機、具有計算能力的網(wǎng)關(guān))通過對所有所涉及IED的遠程命令來自動地進行參數(shù)設(shè)定。在一個實施例中，集中計算機對于各拓撲情況具有預(yù)先計算解決方案，即，各拓撲情況存儲在數(shù)據(jù)庫或表中。然后將各斷路器CBl、CBll、CB12、CB13、CB14、 CB21、CB22、CB23和CBM的參數(shù)發(fā)送給相應(yīng)IED。在另一個實施例中，集中計算裝置或主機重新計算所有保護功能的設(shè)定，使得它們滿足選擇性標準。當(dāng)IED具有受限存儲容量和/ 或計算資源時，這種(半集中)解決方案通常是優(yōu)選的。在沒有單個計算裝置正(例如通過與所有所涉及IED的直接通信)控制所有所涉及IED的另一個實施例中，參數(shù)設(shè)定能夠分布于多個主機(例如通過它們之間可能的協(xié)調(diào)以確保時間協(xié)調(diào)設(shè)定)。第二實用示例下面描述具有分布式能量資源的實施例。與圖3至圖5所示的網(wǎng)絡(luò)相比，圖6所示的配電網(wǎng)在各饋線包括采用G來標記的多個分布式能量資源(DER)單元。DER可以是例如微源或能量存儲源。當(dāng)斷路器(CB)CBl閉合時，微網(wǎng)連接到主中壓(MV)電網(wǎng)。斷路器CB2 和CB3常閉，而斷路器CB3. 2和6. 2常開。因此，圖6所示的網(wǎng)絡(luò)包括具有第一饋線和第二饋線的低壓(LV)部分，第一饋線帶有斷路器CB2和開關(guān)板SWB1、SWB2和SWB2，第二饋線帶有斷路器CB3和開關(guān)板SWB3、SWB5和SWB6。其中饋線是負載沿饋線段分接的放射狀的分布電網(wǎng)(distribution grid)的保護通常在假定單向功率流的情況下來設(shè)計，并且基于具有時間-電流鑒別能力的OC繼電器。 OC保護從向下流動的故障電流的高值檢測到故障。在現(xiàn)代數(shù)字繼電器中，跳閘短路電流能夠在大范圍之內(nèi)設(shè)置(例如0.6-15XCB額定電流)。如果所測量電流高于跳閘設(shè)定，則繼電器進行工作，以便以協(xié)調(diào)研究所定義并且與所使用鎖定策略(沒有鎖定、固定分級鎖定、 定向分級鎖定)兼容的延遲使線路上的CB跳閘。在一個典型實施例中，分布電網(wǎng)可包括諸如太陽能或光伏(PV)板、風(fēng)力和微氣體渦輪機、燃料電池之類的一個或多個DER。通常，大多數(shù)微源和能量存儲裝置不適合直接向電網(wǎng)供應(yīng)電力，而是可采用功率電子器件(PE)與電網(wǎng)接口。PE接口的使用可引起(特別是孤島模式中的)微網(wǎng)保護中的許多難題。圖7表示與圖6所示相同的微網(wǎng)，其中兩個饋線連接到LV母線以及經(jīng)由配電變壓器連接到MV母線。各饋線具有三個開關(guān)板3181、3182、3183、3184、3185、3186。各開關(guān)板可具有星形或三角形配置(delta configuration)，并且將附圖中尤其采用G所標記的分布式能量資源(DER)和負載L連接到該饋線。圖9中，示出兩個外部微網(wǎng)故障(Fl、F2)和兩個內(nèi)部微網(wǎng)故障(F3、F4)。所有低壓斷路器CB1、CB2、CB3、CB1. UCB1. 2、CBl. 3、CBl. 4、 CBl. 5、CB2. 1、CB2. 2、CB2. 3、CB2. 4、CB2. 5、CB3. 1、CB3. 2、CB3. 3、CB3. 4、CB2. 5、CB4. 1、 CB4. 2、CB4. 3、CB4. 4、CB4. 5、CB5. 1、CB5. 2、CB5. 3、CB5. 4、CB5. 5、CB6. 1、CB6. 2、CB6. 3、 CB6.4、CB6.5可具有不同的額定值，但在這個實施例中，配備有過電流(OC)保護，并且用于劃分微網(wǎng)、尤其是配電LV饋線。一般來說，微網(wǎng)中的保護問題能夠分為與微網(wǎng)操作狀態(tài)有關(guān)的兩組。表1示出微網(wǎng)保護問題的大類。表1還示出不同情況的“3S”(靈敏度、選擇性和速度)要求的重要性， 這為微網(wǎng)保護系統(tǒng)的設(shè)計標準提供基礎(chǔ)。
表 權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整具有多個開關(guān)裝置(CB)的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置(IED)的至少一個參數(shù)集合的方法，包括a)讀取所述電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括所述多個開關(guān)裝置 (CB)的當(dāng)前狀態(tài)；b)在考慮所述電力網(wǎng)的所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下，基于由至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障所引發(fā)的仿真故障電流，來推斷所述至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)值集合；c)將所述至少一個新參數(shù)值集合應(yīng)用于所述至少一個智能電子裝置的所述至少一個參數(shù)集合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟b)，還在考慮預(yù)定義范圍之內(nèi)的預(yù)測信息的情況下來推斷所述至少一個新參數(shù)值集合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟b)，根據(jù)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)從多個參數(shù)值集合中選取所述至少一個新參數(shù)值集I=I O
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中通過遍歷多個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行置換來創(chuàng)建所述多個參數(shù)值集合，其中對于各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài) i)在所述電力網(wǎng)中仿真至少一個網(wǎng)絡(luò)故障(F)；以及 )在考慮所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和所述網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下，使用由所述至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障所引發(fā)的仿真故障電流，來推斷所述至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)值集合。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中將各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)編碼為邏輯表達式、尤其是編碼為布爾表達式，尤其使得通過包含二進制值的向量來表示所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過遍歷基本上全部網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行置換來創(chuàng)建步驟i)和ii)。
7.如權(quán)利要求4至6中的任一項所述的方法，還包括創(chuàng)建包含所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、尤其是編碼為邏輯表達式的所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的表和/或數(shù)據(jù)庫，并且所述參數(shù)值集合對應(yīng)于所述表和/或所述數(shù)據(jù)庫中的各網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項所述的方法，其中，在步驟a)之后，所述方法包括 al)將所述實際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)編碼為邏輯表達式、尤其是編碼為布爾表達式，尤其使得通過包含二進制值的向量來表示所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的方法，其中在事件之后執(zhí)行步驟a)、b)和c)，或者周期地執(zhí)行步驟a)。
10.如權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括所有開關(guān)的位置。
11.如權(quán)利要求1至10中的任一項所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括連接到所述電力網(wǎng)的分布式能量資源(G)的狀態(tài)和/或連接到所述電力網(wǎng)的負載(L)的狀態(tài)。
12.一種用于調(diào)整具有多個開關(guān)裝置的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置(IED)的至少一個參數(shù)集合的設(shè)備(MCC，IED)，其中-所述設(shè)備包括計算單元，所述計算單元用于仿真所述電力網(wǎng)中的至少一個網(wǎng)絡(luò)故障 (F)，并且用于在考慮所述電力網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和所述網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下基于由所述至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障(F)所引發(fā)的仿真故障電流來推斷所述至少一個智能電子裝置的至少一個參數(shù)值集合；以及其中-所述設(shè)備適合于讀取所述電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括所述多個開關(guān)裝置(CB)的所述狀態(tài)；-所述設(shè)備適合于根據(jù)所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)來推斷所述至少一個智能電子裝置的新參數(shù)值集合；以及-所述設(shè)備適合于將所述新參數(shù)值集合提供給所述至少一個智能電子裝置，用于更新所述智能電子裝置的所述至少一個參數(shù)集合。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于使對于具有多個開關(guān)裝置(CB)的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置(IED)調(diào)整至少一個參數(shù)集合的方法和設(shè)備，包括a)讀取電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中該網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個開關(guān)裝置(CB)的狀態(tài)；b)仿真電力網(wǎng)中的至少一個網(wǎng)絡(luò)故障(F)；c)在考慮電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下，使用由至少一個仿真網(wǎng)絡(luò)故障所引發(fā)的仿真故障電流來推斷至少一個智能電子裝置的至少一個新參數(shù)集合；d)在所述至少一個智能電子裝置中的至少一個智能電子裝置中設(shè)置至少一個參數(shù)集合。此外，本發(fā)明涉及用于對于具有多個開關(guān)裝置(CB)的電力網(wǎng)的至少一個智能電子裝置(IED)調(diào)整至少一個參數(shù)集合的設(shè)備和方法，包括a)讀取電力網(wǎng)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個開關(guān)裝置(CB)的狀態(tài)；b)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)從多個參數(shù)集合中選擇所述至少一個智能電子裝置的至少一個參數(shù)集合；c)在至少一個智能電子裝置中設(shè)置至少一個參數(shù)集合。
文檔編號H04B3/54GK102239645SQ200980149077
公開日2011年11月9日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者A·奧達洛夫, C·弗雷, O·戈爾利茨, T·科克, 張艷 申請人:Abb研究有限公司