一種電網運行保護實時在線分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網運行保護實時在線分析方法。
【背景技術】
[0002]電力系統仿真是仿真領域中很大的一個分支，已有較長的歷史，隨著電力系統的發展，電源增多，電網擴大，自動化程度提高，許多計算與控制問題日益復雜，因此無論從現有技術上，還是從供電的可靠性及設備的安全性考慮，直接在實際電力系統中進行各種試驗的可能性極小，物理模擬以購買數量眾多的廠家設備到實驗室進行研究，代價高昂O
[0003]目前，國內外在開展保護行為分析時，傾向于基于保護同原理，使用更詳細的數據、更透明的過程及可觀測的中間變量來進行推導。這種做法的缺點有三個:
[0004]I)保護原理同質化。因為是基于同樣的保護原理，因此仿真的結果只能評價保護的邏輯是否同原理相符，并不能檢驗該原理本身；
[0005]2)使用保護自帶的數據或者實驗室仿真數據。保護自帶的數據通保護裝置本身的推導是一脈相承的，在原理一致的前提下，使用同樣數據推導的結果并無二致，因此這種評價方式存在局限性；
[0006]3)實驗室仿真評價替代工程評價。電網運行的場景和過程非常復雜，受諸多因素影響和制約，因此，單個環節和性能的評價，不能全面、客觀的評價出保護裝置在實際工程中的綜合表現，而工程綜合表現恰恰才是最尤其重要的。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決現有電網運行保護分析不客觀準確的技術問題，提出了一種電網運行保護實時在線分析方法，可以解決上述問題。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現:
[0009]一種電網運行保護實時在線分析方法，包括以下步驟:
[0010](I)、從調度控制中心的二次信息采集主站系統實時在線獲取廣域故障錄波圖信息，亦即來源于現場的實際信息；
[0011](2)、從所述廣域故障錄波圖信息中獲取各變電站的錄波數據，并分別對各變電站的錄波數據進行重采樣，使同一變電站的所有錄波數據合并在一起，并保持時標一致和采樣頻率同步；
[0012](3)、對變電站一次設備，包括線路、主變和母線，一一計算其所在區域的差流是否越限，據此判定故障元件；
[0013](4)、根據所述故障元件，判定相對應的保護必須動作；
[0014](5)、同步提取實際保護的動作信號，并將所述實際保護動作與所述必須保護動作相比對驗證，判斷兩者是否一致。
[0015]進一步的，所述步驟(3)中，包括以下步驟:
[0016](31)、以變電站內所有的一次設備為單位，包括線路、主變和母線，從全部錄波通道中分別提取相應通道的錄波數據，并進行采樣時刻對齊及頻率同步；
[0017](32)、分別計算各一次設備的差流，并將計算結果與該間隔的差流越限值相比較，若計算結果不大于對應的差流越限值，則延時時間T后返回步驟(31)，否則執行步驟
(33);
[0018](33)、從錄波圖中提取并確認該一次設備是否發生跳閘；
[0019](34)、以變電站內一次設備的各支路來劃分區域，所述區域的劃分與一次設備對應的保護范圍保持一致，分別計算它們的區域差流，包括線路差流、主變差流、母線差流。如果計算出的區域差流越限(大于O)，則可判定該區域一次設備為故障元件。
[0020]進一步的，所述步驟(3)中，在所述步驟(32)與步驟(33)之間還包括判斷錄波配置的一次設備參數是否正確以及判斷二次回路是否正確連接的步驟，若判斷錄波配置一次設備參數正確以及二次回路連接正確，則執行步驟(33)，否則，后臺校正并返回步驟(31)。
[0021]又進一步的，在所述步驟(34)中，若各區域的差流均沒有越限，則進行報告存檔。
[0022]進一步的，所述步驟(2)中，還包括對廣域故障錄波圖進行轉換的步驟，轉換成符合電力行業標準的C0MTRADE99格式數據文件。
[0023]進一步的，所述步驟(2)中，將各變電站的錄波數據進行重采樣，包括:采樣點時標對齊、采樣頻率對齊、以及采樣頻率歸一化及同步處理。
[0024]進一步的，所述采樣點時標對齊的方式為:找到各錄波數據中發生故障的突變點，把這個點作為各錄波數據的對齊基準點。
[0025]進一步的，采樣頻率歸一化及同步處理的方式為:用插值法把各錄波數據的不同采樣頻率統一為同一采樣頻率。
[0026]進一步的，還包括將同一變電站的所有錄波數據與接線圖自動映射的步驟，完成從各錄波通道到一次設備各支路電流采樣的對應關系，電網故障時，各故障電流、區域差流計算值能夠在接線圖上得到直觀顯示。
[0027]采用上述本發明技術方案的有益效果是:本電網運行保護實時在線分析方法，1、通過從調度控制中心的二次信息采集主站系統獲取來源于變電站現場故障錄波器所記錄的真實客觀數據，并非采用保護自帶的數據，對電網運行過程中實際的錄波數據進行分析判斷，更加能夠真實、客觀的評價電網運行保護的性能，保證了評價的科學和合理性。2、基于現有普及和流行的省、網級別的調度調度控制中心(中調)的二次信息采集主站系統，實時在線獲取廣域故障錄波信息，對各變電站的錄波數據進行重采樣使得同一變電站的所有支路的錄波數據合并在一起，并采樣頻率同步，解決了不同源故障錄波器采樣頻率不同、數據同步難等關鍵問題。3、利用差動原理進行故障診斷，實現了僅利用故障錄波數據進行差流計算準確定位故障區域和評價保護動作行，采用區域大差流原理，以各支路差流是否越限的方法推導出故障元件，判定正確動作的保護，并將實際的動作保護與判定正確動作的保護相比較，這點同保護自身的工作機理不同，避免了工作原理的同質化。4、緊密同工程實際相結合，利用現場運行數據，在線完成保護動作的推導，同步與實際保護動作進行比對，不僅快速，而且更客觀。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明所提出的電網運行保護實時在線分析方法的一種實施例流程圖；
[0029]圖2是圖1中的錄波數據進行差流計算步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]保護評價最合適的工具是充分合理的運用故障錄波數據，故障錄波裝置是保護裝置的記錄“黑匣子”及評判，也是電力系統變電站運行方式規定的標準配置。但是，傳統的錄波數據展示方法可以展示一個裝置記錄的單次故障波形，而電力故障發生過程中會有多個不同裝置產生錄波數據，分析這些數據時需要打開多個錄波展示窗口，展示時存在以下問題:裝置的時鐘不一致，故障時刻波形無法對齊；裝置的采樣頻率不同、記錄壓縮的方式不同，導致波形顯示沒法在同一個時間軸上對齊。尤其是復雜故障，時間跨度大，且同一臺裝置也會多次啟動產生錄波，傳統的錄波展示無法在同一個時間軸上展示故障的發展過程。本研究方法針對上述問題，提出一種電網運行保護實時在線分析方法，利用故障錄波數據對電網運行保護實時在線分析，同時克服多數據源的錄波數據不對齊以及頻率不一致的問題，使用綜合錄波圖的方式把來自多個裝置的單次或若干次錄波數據放到同一個時間坐標下進行展示、比較及分析的解決方案。
[0031]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0032]實施例一，本發明提出了一種電網運行保護實時在線分析方法，如圖1所示包括以下步驟:
[0033]S1、從調度控制中心(也即中調)的二次信息采集主站系統實時在線獲取廣域故障錄波圖信息，將各支路錄波數據進行合并、時標對齊和采樣率同步后，組成一臺涵蓋變電站所有一次設備全部支路信息的“大錄波器”;本步驟通過從調度控制中心的二次信息采集主站系統獲取數據，并非采用保護自帶的數據，對電網運行過程中實際的錄波數據進行分析判斷，更加能夠真實、客觀的評價電網運行保護的性能，保證了評價的科學和合理性。
[0034]S2、從所述廣域故障錄波圖信息中獲取各變電站的錄波數據，并分別對各變電站的錄波數據進行重采樣，使同一變電站的所有支路的錄波數據采樣頻率同步；本步驟基于現有普及和流行的省、網級別的調度控制中心(中調)的二次信息采集主站系統，實時在線獲取廣域故障錄波信息，對各變電站的錄波數據進行重采樣使得同一變電站的所有支路的錄波數據采樣頻率同步，解決了不同源故障錄波器采樣頻率不同、數據同步難等關鍵問題。
[0035]S3、分別對所述各變電站的錄波數據進行差流計算，判斷各變電站是否有故障元件，若有故障元件則對故障元件進行確定；本步驟利用差流原理進行故障診斷，實現了僅利用故障錄波數據進行差流計算準確定位故障區域和評價保護動作行，采用區域大差流原理，以各支路差流是否越限的方法推導出故障元件，判定正確動作的保護，并將實際的動作保護與判定正確動作的保護相比較，這點同保護自身的工作機理不同，避免了工作原理的同質化。
[0036]S4、根據所述故障元件判定必須保護動作；
[0037]S5、同步抽取實際保護動作，并將所述實際保護動作與所述必須保護動作相比對驗證，判斷兩者是否一致。本步驟緊密同工程實際相結合，利用現場運行數據，在線完成保護動作的推導，同步與實際保護動作進行比對，不僅快速，而且更客觀。若實際保護動作與所述必須保護動作是一致的，說明變電站內部署的保護可靠性和精確度高，否則，可靠性和精確度存在問題。
[0038]作為一個優選的實施例，所述步驟S3中，如圖2所示，對所述各變電站的錄波數據進行差流計算包括以下步驟:
[0039]S31、以變電站內所有的一