專利名稱：區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法
技術領域：
本發明屬于電カ系統繼電保護技術領域，涉及ー種應用于區域電網集中式網絡保護的運行狀態自適應調整方法。
背景技術：
隨著數字通信技術發展以及變電站標準建模的推廣應用，針對區域網絡而不是針對具體的物理模型設置繼電保護成為了可能。在區域網絡化繼電保護系統中借助高性能、相對獨立的通信系統可方便的獲得多個測量點的信息，不僅能完成面向單個獨立電氣元件的差動保護功能，還能實現面向由多個獨立電氣元件組成的區域的差動保護功能，為電カ系統提供動作速度快、靈敏度高、性能優良的電流差動保護。區域網絡化繼電保護系統的常規模式是采集系統和跳閘處理功能就地化安裝，以集中式保護裝置做總的保護邏輯判斷處理。一臺集中式保護裝置內必然包含多個差動保護功能(每個差動保護功能視為ー個邏輯子単元，后同)；理論上區域網絡可以無限大，但是保護裝置的數據處理能力是有限的，必須通過任務調度處理機制來保證保護的性能可以滿足要求。
發明內容
本發明的目的是提供ー種區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，以不降低保護性能的前提下解決區域電網規模不斷擴大與硬件處理能力不能無限提高的問題。為實現上述目的，本發明的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，將每個邏輯子單元的運行狀態的優先等級從低到高依次分為休眠、正常運行、故障運行、故障判別，該方法的步驟如下
(1)初始運行時，各邏輯子単元均設為休眠狀態；
(2)采集各斷路器及相應刀閘的位置和電流量信息，優先級狀態判別邏輯單元根據采集信息判斷并設置各邏輯子単元所處運行狀態，各邏輯子単元根據設定的運行狀態調整頻率和計算任務；
(3)邏輯子単元內部設有本単元的運行優先級狀態判別邏輯模塊，當判斷出本単元的實際運行狀態與設置狀態不一致時，直接調整設置狀態為實際運行狀態。進ー步的，所述休眠狀態表示本子単元目前沒有投入運行，需要定時巡檢運行信息；正常運行狀態表示本子単元已經在系統中運行，需要以較高的頻率測量電流，判斷運行狀態；故障運行狀態表示本子単元已經感受到故障，需要頻繁進行故障計算；故障判別狀態表示為本區域內距離故障點最近的子単元，其中一個判為區內。進ー步的，所述休眠狀態中需定時巡檢運行信息包括相關斷路器、刀閘位置信息、電流ィ目息。進ー步的，所述步驟(2)中運行狀態的判斷過程為若邏輯子単元中所有的斷路器和刀閘均為分位且電流小于無流門檻，則繼續休眠，否則需要改變運行狀態；若本子単元
3內所有斷路器電流均沒有突變，則本子単元處于正常運行狀態；若有突變則處于故障運行狀態；所有處于故障運行狀態的子単元內電流突變量最大的斷路器所在的兩個邏輯子單元設為故障判別子單元。進ー步的，處于故障運行狀態的子単元經過與同處于故障運行狀態的其他子単元 進行數據交互后才能提高優先等級到故障判別，且一次簡單故障處于故障判別優先級的子単元最多有兩個。進ー步的，當處于故障狀態且電流在設定時間不再發生突變，則此邏輯子単元狀態修改為正常運行。進ー步的，當處于故障判別狀態的子単元判為區內跳閘后，若閉鎖重合閘，則直接設為休眠狀態，否則設為故障運行狀態，直到重合成功，電流穩定和改為正常運行狀態或者重合不成功設為休眠狀態。本發明的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，通過每個邏輯子単元自身的運行狀態確定并實時調整本子単元的執行優先級，保證故障點相關的邏輯子單元有足夠的運行時間資源；無論系統規模有多大，可以通過限制大量占用時間資源的邏輯子単元的個數來降低對保護裝置運行性能的要求；根據邏輯子単元自身的狀態是否有突變、突變大小排序等信息能夠實時、靈活的調整運行優先級，具有強大的自適應性和可擴展性。
圖I是實施例的220kV區域電網結構 圖2是邏輯子単元優先級狀態變化示意圖。
具體實施例方式將每個子単元的運行狀態分設多個優先等級，從低到高依次為休眠、正常運行、故障運行、故障判別；休眠表示本子単元目前沒有投入運行，僅需要定時(如10秒)巡檢運行信息(如相關斷路器、刀閘位置信息、電流信息等)；正常運行表示本子単元已經在系統中運行，需要以較高的頻率(如I秒)測量電流，判斷運行狀態；故障運行表示本子単元已經感受到故障，需要頻繁(如IOms)進行故障計算，解決發展性故障時故障點發展到本子単元保護范圍內的情況；故障判別狀態表示為本區域內距離故障點最近的子単元，其中有ー個必定判為區內，需要用最高的頻率(如Γ2個采樣點間隔)實時計算，保證動作時間。子単元處于不同優先級狀態時具體執行的計算內容也不相同優先級越高，子単元需要進行的計算和邏輯處理越多，占有的時間也越多。裝置設置與各子単元無關的優先級狀態判別邏輯單元用于所有邏輯子単元的優先級初始設定，此單元的執行頻率介于正常運行和故障運行之間(如50ms);初始狀態，各邏輯子單元設為休眠狀態，當狀態判別子単元判斷本邏輯子単元在區域電網系統中處于運行狀態時將對應邏輯子單元狀態改設為正常運行；如判為故障狀態，則直接設為故障運行狀態；
邏輯子単元內部設有對于本單元的運行優先級狀態判別邏輯，當判斷出本単元的狀態與當前設定狀態不符時，直接調整設置狀態為實際運行狀態本子單元狀態，下一次運行時按照修改后狀態進行；當優先級狀態從高向低變化時可以直接變化；只有處于故障運行狀態的子単元經過與同處于故障運行狀態的其他子單元進行數據交互后才能提高優先等級到故障判別，且一次簡單故障處于故障判別優先級的子単元最多有2個。區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法步驟如下
(1)初始運行時，各邏輯子単元均設為休眠狀態；
(2)采集各斷路器及相應刀閘的位置和電流量信息，優先級狀態判別邏輯單元根據采集信息判斷并設置各邏輯子単元所處運行狀態，各邏輯子単元根據設定的運行狀態調整頻率和計算任務；
(3)邏輯子単元內部設有本単元的運行優先級狀態判別邏輯模塊，當判斷出本単元的實際運行狀態與設置狀態不一致時，直接調整設置狀態為實際運行狀態。下面結合附圖對區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法進行詳細說明
圖I為一次系統的網絡示意圖，可以分為5個邏輯子単元LI (含1DL、8DL做差動)、L2(2DL、9DL)、L3 (10DL、3DL)、BI (4DL、6DL、7DL)和 Ml (1DL、2DL、5DL、3DL、4DL);電流量的采集以各斷路器為采集點進行；裝置初始運行時5個子單元均為休眠狀態。優先級狀態判別邏輯單元判斷各斷路器及相應刀閘的位置和電流量信息確定各邏輯子單元是否處于運行狀態。滿足以下條件的繼續休眠邏輯子単元中所有的斷路器和刀閘均為分位且電流小于無流門檻；否則需要改變運行狀態。若本子単元內所有斷路器電流均沒有突變則本子単元處于正常運行狀態；若有突變則處于故障運行狀態(此邏輯在優先級狀態判別邏輯単元和各邏輯子単元中均進行);
所有處于故障運行狀態的子単元內電流突變量最大的斷路器所在的兩個邏輯子單元設為故障判別子單元(本部分邏輯判斷僅當子単元處于故障運行狀態時才進行)；
處于任何狀態的邏輯子單元除處于故障運行狀態的以外只要滿足休眠條件(邏輯子單元中所有的斷路器和刀閘均為分位且電流小于無流門檻)均自動修改自己的優先級狀態為休眠狀態；
當處于故障狀態且電流長時間(如7秒)不再發生突變，則此邏輯子單元狀態修改為正常運行；
當處于故障判別狀態的子単元判為區內跳閘后，若閉鎖重合閘，則直接設為休眠狀態，否則設為故障運行狀態，直到重合成功，電流穩定后改為正常運行狀態或者重合不成功設為休眠狀態。
權利要求
1.ー種區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于，將每個邏輯子単元的運行狀態的優先等級從低到高依次分為休眠、正常運行、故障運行、故障判別，該方法的步驟如下 (1)初始運行時，各邏輯子単元均設為休眠狀態； (2)采集各斷路器及相應刀閘的位置和電流量信息，優先級狀態判別邏輯單元根據采集信息判斷并設置各邏輯子単元所處運行狀態，各邏輯子単元根據設定的運行狀態調整頻率和計算任務； (3)邏輯子単元內部設有本単元的運行優先級狀態判別邏輯模塊，當判斷出本単元的實際運行狀態與設置狀態不一致時，直接調整設置狀態為實際運行狀態。
2.根據權利要求I所述的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于，所述休眠狀態表示本子単元目前沒有投入運行，需要定時巡檢運行信息；正常運行狀態表示本子単元已經在系統中運行，需要以較高的頻率測量電流，判斷運行狀態；故障運行狀態表示本子単元已經感受到故障，需要頻繁進行故障計算；故障判別狀態表示為本區域內距離故障點最近的子単元，其中一個判為區內。
3.根據權利要求2所述的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于，所述休眠狀態中需定時巡檢運行信息包括相關斷路器、刀閘位置信息、電流信息。
4.根據權利要求I所述的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于，所述步驟(2)中運行狀態的判斷過程為若邏輯子単元中所有的斷路器和刀閘均為分位且電流小于無流門檻，則繼續休眠，否則需要改變運行狀態；若本子単元內所有斷路器電流均沒有突變，則本子単元處于正常運行狀態；若有突變則處于故障運行狀態；所有處于故障運行狀態的子単元內電流突變量最大的斷路器所在的兩個邏輯子單元設為故障判別子單元。
5.根據權利要求I所述的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于，處于故障運行狀態的子単元經過與同處于故障運行狀態的其他子單元進行數據交互后才能提高優先等級到故障判別，且一次簡單故障處于故障判別優先級的子単元最多有兩個。
6.根據權利要求I所述的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于當處于故障狀態且電流在設定時間不再發生突變，則此邏輯子単元狀態修改為正常運行。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，其特征在于當處于故障判別狀態的子単元判為區內跳閘后，若閉鎖重合閘，則直接設為休眠狀態，否則設為故障運行狀態，直到重合成功，電流穩定和改為正常運行狀態或者重合不成功設為休眠狀態。
全文摘要
本發明涉及區域網絡化保護運行狀態自適應調整方法，將每個邏輯子單元的運行狀態分為休眠、正常運行、故障運行、故障判別，初始運行時，各邏輯子單元均設為休眠狀態；采集各斷路器及相應刀閘的位置和電流量信息，根據采集信息判斷并設置各邏輯子單元所處運行狀態，并根據運行狀態調整頻率和計算任務；運行優先級狀態判別邏輯模塊判斷出本單元的實際運行狀態與設置狀態不一致時，直接調整設置狀態為實際運行狀態。本方法通過每個邏輯子單元自身的運行狀態確定并實時調整本子單元的執行優先級，保證故障點相關的邏輯子單元有足夠的運行時間資源；可通過限制大量占用時間資源的邏輯子單元的個數來降低對保護裝置運行性能的要求。
文檔編號H02J13/00GK102916490SQ20111044439
公開日2013年2月6日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者胡葉賓, 倪傳坤, 楊恢宏, 王智勇, 張新萍, 鄧茂軍, 姚東曉, 王莉, 陶冶, 趙曉鐸 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術有限公司, 國家電網公司