一種基于多維度信息的輸電線路保護實現方法技術

本發明專利技術提供一種基于多維度信息的輸電線路保護實現方法，所述方案包括(1)采集覆蓋電氣設備的間隔信息、站域信息、區域信息；(2)從空間維度信息提取時間維度和特征維度信息；(3)利用多維度信息構造輸電線路的主保護判據、站域后備保護判據、過負荷保護判據、線路保護與穩定控制協調策略。本發明專利技術綜合利用空間維度、時間維度和特征維度的故障信息，實現輸電線路保護判據，提高保護裝置的適應性和動作性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統繼電保護領域，具體涉及。
技術介紹
傳統線路保護是保護單條輸電線路，保護判據采用的電氣量僅限于輸電線路兩側或單側的電氣量，沒有利用變電站其他元件的信息，當保護裝置故障時，需要利用相鄰元件的后備保護切除故障設備，由于后備保護性能受系統運行方式、過渡電阻、故障時刻等因素的影響，后備保護之間配合困難，存在失配的風險，利用變電站全站信息實現輸電線路后備保護，可以充分利用變電站的冗余信息，快速識別故障位置，切除故障元件，簡化線路后備保護的整定計算，提高動作可靠性。 目前線路保護以保護輸電線路為主要目標，保護與穩定控制之間缺乏協調配合，當線路過負荷時，發告警信號，當線路重負荷情況下，測量阻抗落入距離保護III段動作區時，距離保護動作，嚴重時會造成負荷大面積轉移，進而產生連鎖跳閘，電網大面積停電。通過將輸電線路的過負荷信息上送至穩定控制裝置，利用穩控裝置進行預防控制，采取切機、切負荷措施，消除線路過負荷現象，防止過負荷導致保護動作引起的級聯跳閘，可以提高系統的穩定性和供電可靠性。設備故障后的故障信息覆蓋各個時間段，目前線路保護僅采用電流量、電壓工頻分量(或二者組合)構造保護判據，浪費了大量有用的故障信息，且性能受故障暫態過程的影響。通過對故障過程和故障特征進行深入的數據挖掘，提取表示故障的特征，可以構造新的線路保護判據。綜合利用多維度(時間、空間、特征)信息的繼電保護可以有效的利用故障信息，提高線路保護的適應性和靈活性，達到快速、準確切除故障的目的。
技術實現思路
為了有效利用故障信息，提升繼電保護動作性能，本專利技術提供了，綜合利用空間維度、時間維度和特征維度的故障信息，構造線路保護判據，提高線路保護的適應性和動作性能。為了更好地理解本專利技術的思想，現對本專利技術中出現的技術名稱說明或定義如下空間維度及空間維度信息空間維度是從保護范圍角度出發，由小到大，分別包括間隔(單一電氣元件)、站域(整個變電站)和區域(一個或多個變電站)?？臻g維度信息包括間隔信息，站域信息和區域信息，其中站域信息包含多個間隔信息，區域信息包含一個或多個站域信息，同時包含多個間隔信息。間隔信息間隔指單一電氣元件，間隔信息是從單一電氣元件采集獲得的信息，對于線路，間隔信息包括流過線路兩側的電流、線路側PT采集的電壓、線路溫度。站域信息從變電站所有電氣元件(包括線路、變壓器、母線及電抗器等)采集的信肩、O站域信息包括電流、電壓、溫度，其中，電流采集自變電站所有線路兩側、變壓器各側、電抗器兩側，電壓采集自變電站所有母線，溫度采集自變電站所有線路、變壓器、母線和電抗器。區域信息區域包含一個或多個變電站，區域信息采集自該區域所包含變電站所有線路、變壓器、母線和電抗器。區域信息包括電流、電壓、溫度，電流采集自區域內各線路兩側，電壓采集自區域內各母線，溫度采集自區域內線路、變壓器和母線。時間維度及時間維度信息 時間維度從時間角度出發，繼電保護采用故障后不同時間范圍內的電氣量，時間維度信息包括故障后的暫態電流、電壓分量、穩態電流、電壓分量和故障切除后的穩態電流、電壓分量。特征維度及特征維度信息特征維度指故障特征，并能夠利用其實現保護原理。特征維度的信息包括電流、電壓、方向、阻抗、能量、頻譜、行波、暫態分量。時間維度信息中故障后的暫態電流、電壓分量，穩態電流、電壓分量從間隔信息中提取。特征維度信息中的電流、電壓、方向、阻抗、能量、頻譜、行波、暫態分量從間隔信息中提取。本專利技術具體采用以下技術方案。，其特征在于，所述方法包括以下步驟(I)采集與輸電線路相關的空間維度信息，所述空間維度信息包括被保護線路的間隔信息、站域信息、區域信息，其中站域信息包括多個間隔信息，區域信息包括一個或多個站域信息；(2)從步驟(I)所述的各空間維度信息中提取被保護輸電線路的時間維度信息，包括間隔信息中電流、電壓的穩態分量和暫態分量，站域信息、區域信息中電流、電壓的穩態分量;(3)從步驟(I)所述的各空間維度信息中提取與被保護線路相關的特征維度信息，包括電流、電壓、方向、阻抗、行波、頻譜、能量、暫態頻譜能量、溫度等；(4)利用步驟(2)從輸電線路間隔信息中提取時間維度信息以及根據步驟(3)從間隔信息中所提取的特征維度信息構造輸電線路的主保護；(5)利用步驟(2)從輸電線路間隔信息中提取間隔信息中提取輸電線路特征維度信息和/或利用步驟(3)從站域信息中提取的變電站電氣設備的特征維度信息構造所述輸電線路的后備保護；(6)利用步驟(3)從區域信息中提取的特征維度信息構造輸電線路過負荷保護、線路保護與穩定控制協調控制策略。與現有技術比，本專利技術提供了一種基于多維度信息的線路保護實現方法，該方法可以綜合利用時間維度、空間維度和特征維度實現保護判據，提高線路保護判據的適應性，提升保護裝置的性能。附圖說明圖I基于多維信息的線路保護方案示意圖。圖2為本專利技術基于多維度信息的輸電線路保護方法流程圖。圖3為本專利技術基于間隔信息的線路間隔后備保護流程圖。圖4為本專利技術基于站域信息的線路站域后備保護流程圖。圖5基于區域信息的線路過負荷保護與穩定控制協調控制流程圖。具體實施方式 圖I所示利用空間維度、時間維度和特征維度的信息，構造線路保護。其中空間維度信息包括間隔、站域、區域信息，時間維度信息包括暫態分量和穩態分量，特征維度信息包括溫度、能量、電流、電壓、頻譜、阻抗。保護裝置可以實現主保護、后備保護、過負荷保護與穩定控制裝置配合策略。圖2所示為本專利技術提出的基于多維度信息的輸電線路保護方法流程圖。基于多維度信息的輸電線路保護實現方法，包括以下步驟步驟I、采集與輸電線路相關的空間維度信息，所述空間維度信息包括被保護線路的間隔信息、站域信息、區域信息，其中間隔信息為輸電線路兩側的測量量，站域信息為輸電線路所在變電站所有電氣設備(輸電線路、母線、變壓器等)各側的測量量，站域信息包括多個間隔信息，區域信息為輸電線路所在變電站附近若干變電站(包括本變電站)電氣設備各側的測量量。步驟2、從步驟I所述的各空間維度信息中提取被保護輸電線路的時間維度信息，時間維度信息包括電氣量的暫態分量和穩態分量，從間隔信息中可提取電氣量的穩態分量和暫態分量，從站域信息和區域信息中可提取電氣量的穩態分量。步驟3、從步驟I所述的各空間維度信息中提取與被保護線路相關的特征維度信息，包括直接測量量和推導量，其中直接測量量包括電流、電壓、行波、溫度等，推導量包括方向、阻抗、頻譜、能量、暫態頻譜能量、溫度等。步驟4、利用步驟2從輸電線路間隔信息中提取時間維度信息以及根據步驟3從間隔信息中所提取的特征維度信息構造輸電線路的主保護。本專利技術提供的優選技術方案中，線路主保護包括電流差動保護、距離保護和電流頻譜保護，三個保護判據之間為“或”的邏輯關系，三個保護判據分別如下電流差動保護判據為丨Iu +4 \>k\iM -In I，其中，/Λ 、/Λ,為線路兩側電流，k為制動系數；距離保護判據為Ζ < Zset，其中Z3 為保護安裝處的測量阻抗或Zset為整定阻抗，當線路兩側同時滿足Ζ#Λ< Zset時，距離保護動作； Ιφφ (P=A,B,C ,電流頻譜保護判據為權利要求1.，其特征在于，所述方法包括以下步驟 (1)采集與輸電線路相關的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于多維度信息的輸電線路保護實現方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)采集與輸電線路相關的空間維度信息，所述空間維度信息包括被保護線路的間隔信息、站域信息、區域信息，其中站域信息包括多個間隔信息，區域信息包括一個或多個站域信息；(2)從步驟(1)所述的各空間維度信息中提取被保護輸電線路的時間維度信息，包括間隔信息中電流、電壓的穩態分量和暫態分量，站域信息、區域信息中電流、電壓的穩態分量；(3)從步驟(1)所述的各空間維度信息中提取與被保護線路相關的特征維度信息，包括電流、電壓、方向、阻抗、行波、頻譜、能量、暫態頻譜能量、溫度等；(4)利用步驟(2)從輸電線路間隔信息中提取時間維度信息以及根據步驟（3）從間隔信息中所提取的特征維度信息構造輸電線路的主保護；(5)利用步驟(2)從輸電線路間隔信息中提取輸電線路特征維度信息和/或利用步驟(3)從站域信息中提取的變電站電氣設備的特征維度信息構造所述輸電線路的后備保護；(6)利用步驟(3)從區域信息中提取的特征維度信息構造輸電線路過負荷保護、線路保護與穩定控制協調控制策略。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周澤昕，王興國，杜丁香，李巖軍，李明，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：