一种基于拓扑结构的差动组合方法

摘要

一种基于拓扑结构的差动组合方法，建立被保护区域拓扑图；在广域保护保护区域拓扑结构中，假设母线、线路为节点，电流互感器与断路器为支路，根据被保护区域的拓扑结构得出节点与支路之间的连接关系矩阵C；基于面向断路器的分区原则，对矩阵C进行横向与纵向搜索，获得各支路差动保护区所对应的差动组合，该方法能有效的适应广域保护系统运行过程中被保护区域拓扑的改变，自动生成针对每一个断路器的差动组合。

权利要求

1.一种基于拓扑结构的差动组合方法，建立被保护区域拓扑图；其特征是在广域保护保护区域拓扑结构中，母线、线路为节点，电流互感器与断路器为支路，根据被保护区域的拓扑结构得出节点与支路之间的连接关系矩阵C；其中基于面向断路器的分区原则，对矩阵C进行横向与纵向搜索，获得各支路差动保护区所对应的差动组合，具体流程如下：步骤1：在矩阵中搜索指定支路Bj所对应的行，若Cij等于0，则继续横向搜索，直到该行结束；

若等于1，则在该矩阵中进行纵向搜索，记录下该列所有元素为1的支路集合；

获取该列节点信息，若该节点为线路，则该集合即为指定支路Bj的线路差动I区，记为LA1；若该节点为母线，则记录下该集合BAjn，n为集合编号；继续横向搜索，直到该行结束为止；

支路的母线差动保护I区BA1为：

步骤2：获取Bj所在站的所有母线节点，分别在矩阵C中纵向搜索每一个节点，记录下该列所有元素为1的支路集合SAjn；

获取Bj所在站的母联支路编号Bk，若所述母联支路编号存在，则支路的母线差动保护I区的辅助区SA1为：步骤3：若Bj不存在线路差动I区，直接进入下一步：

否则，由两个差动保护I区组合CT处断线I区CA1，CA1=BA1∪LA1\{Bj}；

由于不考虑复故障，因此不需要考虑CA1的辅助保护区；

步骤4：重复步骤1、2、3，直到将所有支路的线路差动I区、母线差动I区及其辅助区、CT断线I区一一列出为止；

其中主变与边界线路上的支路不存在线路差动I区；

步骤5：逐一取出指定支路Bj母线差动I区BjBA1中的元素Bn，Bn≠Bj，若Bn存在线路保护I区BnLA1，则表示从该支路上可以扩展出一个母线差动Ⅱ区，该差动Ⅱ区BA2与其辅助区SBA2为：步骤6：逐一取出指定支路Bj线路差动I区BjLA1中的元素Mn，Mn≠Bj，取出Mn的母线差动I区MnBA1及其辅助区MnSA1，该支路所应用的线路差动Ⅱ区LA2与其辅助区SLA2为：步骤7：重复步骤5、6，直到将所有支路的所有差动Ⅱ区及其辅助区一一列出为止。

说明书

一种基于拓扑结构的差动组合方法

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统中继电保护领域，特别是广域保护差动保护。

背景技术

[0002] 与采用单端电气量的距离、过流保护相比，差动保护采用多端电气量来判断故障范围，不受系统振荡影响，具有天然的选相功能等。因此，传统的线路纵差保护已成为最为广泛应用的线路主保护，部分地区甚至将一条线路的两套主保护全部采用纵联差动保护。

[0003] 对于传统的线路纵差保护而言，线路区外故障，由于无法得到相应的故障电流，因此仍然采用距离或零序过流保护作为相邻线或变压器的后备保护。采用距离保护，不仅需要考虑保护判据本身对各类故障的适用性，还需要考虑躲振荡，为其配置各种振荡闭锁元件，还需要考虑相应的故障选相元件。历代继电保护工作者也为之呕心沥血，付出了毕生心血，但由于原理固有的局限性，难免存在这样那样的缺点，如需要考虑配合问题，特别是距离Ⅲ段如果需要保护变电站的主变低压侧，其时限应该大于主变复合电压闭锁过流时限+0.3S，因此本线路的距离III段保护往往需要经过1〞以上的延时，严重影响了系统输电容量。而广域保护可以获取系统中多个故障点的故障电流，因而广域保护中主保护和后备保护均可以采用差动保护。

[0004] 广域保护是依赖于电力系统多点信息，对故障进行快速、可靠、精确切除，同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响，并采取相应控制措施的保护方法。随着数字化变电站的逐步推广、通信技术的飞速发展以及电力光纤通信网的推广应用，可以提供一种在多个变电站之间实现广域保护系统。

[0005] 然而，在广域保护系统运行过程中，运行方式的改变以及保护区域的增减都对差动保护的组合造成影响，而在广域保护系统运行的过程中人为的改变差动组合是不现实的。因此，必须能自动根据被保护区域的拓扑结构，自动生成差动保护组合。

发明内容

[0006] 本发明的目的在广域保护中，提供一种根据被保护区域拓扑结构白动生成差动组合的方法，该方法能有效的适应广域保护系统运行过程中被保护区域拓扑结构的改变，自动生成针对每一个断路器的差动组合。本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种基于拓扑结构的差动组合方法，建立被保护区域拓扑图；在广域保护保护区域拓扑结构中，母线、线路为节点，电流互感器与断路器为支路，根据被保护区域的拓扑结构可以得出节点与支路之间的连接关系矩阵C；其中

[0007]

[0008] 基于面向断路器的分区原则，对矩阵C进行横向与纵向搜索，获得各支路差动保护区所对应的差动组合，具体流程如下：

[0009] 步骤1：在矩阵中搜索指定支路Bj所对应的行，若Cij等于0，则继续横向搜索，直到该行结束；

[0010] 若等于1，则在该矩阵中进行纵向搜索，记录下该列所有元素为1的支路集合；

[0011] 获取该列节点信息，若该节点为线路，则该集合即为指定支路Bj的线路差动I区，记为LA1；若该节点为母线，则记录下该集合BAjn，n为集合编号；继续横向搜索，直到该行结束为止；

[0012] 支路的母线差动保护I区BA1为：

[0013]

[0014] 步骤2：获取Bj所在站的所有母线节点，分别在矩阵C中纵向搜索每一个节点，记录下该列所有元素为1的支路集合SAjn；

[0015] 获取Bj所在站的母联支路编号Bk，若所述母联支路编号存在，则支路的母线差动保护I区的辅助区SA1为：

[0016]

[0017] 步骤3：若Bj不存在线路差动I区，直接进入下一步：

[0018] 否则，由两个差动保护I区组合CT处断线I区CA1，CA1=BA1∪LA1\{Bj}；

[0019] 由于不考虑复故障，因此不需要考虑CA1的辅助保护区；

[0020] 步骤4：重复步骤1、2、3，直到将所有支路的线路差动I区、母线差动I区及其辅助区、CT断线I区一一列出为止；

[0021] 其中主变与边界线路上的支路不存在线路差动I区；

[0022] 步骤5：逐一取出指定支路Bj母线差动I区BjBA1中的元素Bn，Bn≠Bj，若Bn存在线路保护I区BnLA1，则表示从该支路上可以扩展出一个母线差动Ⅱ区，该差动Ⅱ区BA2与其辅助区SBA2为：

[0023]

[0024] 步骤6：逐一取出指定支路Bj线路差动I区BjLAl中的元素Mn，Mn≠Bj，取出Mn的母线差动I区MnBA1及其辅助区MnSA1，该支路所应用的线路差动II区LA2与其辅助区SLA2为：

[0025]

[0026] 步骤7：重复步骤5、6，直到将所有支路的所有差动Ⅱ区及其辅助区一一列出为止。

[0027] 按照以上流程，可以方便的将获得所有支路所对应差动区的差动组合。然而这些差动组合很多都是相同的，囚此需要将这些组合进行整理，得出一个不存在重复组合的差动组合链表，再将每个支路的差动区分别映射到该差动组合链表中，并记录下差动组合链表中每一个成员所关联的支路数。当广域保护区域拓扑结构发生改变时，通过关联计数能够方便的将未使用的差动组合退出，并保证未受到影响的差动区能正常运行。

[0028] 本发明的有益效果是：该方法能有效的适应广域保护系统运行过程中被保护区域拓扑的改变，自动生成针对每一个断路器的差动组合。

附图说明

[0029] 图1黑龙江广域保护被保护区域拓扑图；

[0030] 图2连接关系矩阵。

具体实施方式

[0031] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

[0032] 一种基于拓扑结构的差动组合方法，包括根据广域保护被保护区域的拓扑结构，自动生成针对每一个断路器的差动组合。

[0033] 建立被保护区域拓扑图；在广域保护保护区域拓扑结构中，母线、线路为节点，电流互感器与断路器为支路，根据被保护区域的拓扑结构可以得出节点与支路之间的连接关系矩阵C；其中

[0034]

[0035] 基于面向断路器的分区原则，对矩阵C进行横向与纵向搜索，获得各支路差动保护区所对应的差动组合，具体流程如下：

[0036] 本差动组合方法的创新之处为还包括以下步骤：

[0037] 步骤1：在矩阵中搜索指定支路Bj所对应的行，若Cij等于0，则继续横向搜索，直到该行结束为止；

[0038] 若等于1，则在该矩阵中进行纵向搜索，记录下该列所有元素为1的支路集合；获取该列节点信息，若该节点为线路，则该集合即为指定支路Bj的线路差动I区，记为LA1；若该节点为母线，则记录下该集合BAjn，n为集合编号；继续横向搜索，直到该行结束为止；支路的母线差动保护I区BA1为：

[0039]

[0040] 步骤2：获取Bj所在站的所有母线节点，分别在矩阵C中纵向搜索每一个节点，记录下该列所有元素为1的支路集合SAjn；

[0041] 获取Bj所在站的母联支路编号Bk，若所述母联支路编号存在，则支路的母线差动保护I区的辅助区SA1为：

[0042]

[0043] 步骤3：若Bj不存在线路差动I区，直接进入下一步。否则，由两个差动保护I区组合CT处断线I区CA1，CA1=BA1∪LA1\{Bj}；由于不考虑复故障，因此不需要考虑CA1的辅助保护区；

[0044] 步骤4：重复步骤1、2、3，直到将所有支路的线路差动I区、母线差动I区及其辅助区、CT断线I区一一列出为止。其中主变与边界线路上的支路不存在线路差动I区；

[0045] 步骤5：逐一取出指定支路Bj母线差动I区BjBA1中的元素Bn，Bn≠Bj，若Bn存在线路保护I区BnLA1，则表示从该支路上可以扩展出一个母线差动Ⅱ区，该差动Ⅱ区BA2与其辅助区SBA2为：

[0046]

[0047] 步骤6：逐一取出指定支路Bj线路差动I区BjLA1中的元素Mn，Mn≠Bj，取出Mn的母线差动I区MnBA1及其辅助区MnSA1，该支路所应用的线路差动Ⅱ区LA2与其辅助区SLA2为：

[0048]

[0049] 步骤7：重复步骤5、6，直到将所有支路的所有差动Ⅱ区及其辅助区一一列出为止。