CN108054734A - 一种基于故障特征匹配的配网保护方法及*** - Google Patents

一种基于故障特征匹配的配网保护方法及*** Download PDF

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CN108054734A CN201711176451.0A CN201711176451A CN108054734A CN 108054734 A CN108054734 A CN 108054734A CN 201711176451 A CN201711176451 A CN 201711176451A CN 108054734 A CN108054734 A CN 108054734A
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Abstract

本发明提供一种基于故障特征匹配的配电网保护方法,包括步骤:步骤一、在配电网发生故障时,实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值;步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型;步骤三、根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述故障类型所对应的保护策略;步骤四、根据所查询到的保护策略,形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。本发明还提供了相应的***。实施本发明,本发明具有故障定位速度快的特点,提高了维护效率。

Description

一种基于故障特征匹配的配网保护方法及***
技术领域
本发明涉及供电网技术领域,特别涉及一种基于故障特征匹配的配网保护方法及***。
背景技术
随着配电网不断扩大建设以及大量分布式电源的接入,配电网拓扑结构复杂,且极易发生故障。配电网一次***接线方式、运行方式以及保护配置情况日趋复杂,而不同模式下各种保护原理的适应情况大相径庭。但是,现有的配电网通常只配置电流采样元件,保护原理采用过流保护、光纤纵联差动保护等,对线路进行故障检测,根据线路的连接级联,并建立多级后备保护方案。这种保护模式故障定位不够精准快速,且忽略了不同情境下保护具体工作适应情况。因此迫切需要研究一种不同维度多种模式相结合下准确故障定位,并确定不同原理保护方案的适用情况。
同时,在现有技术中还出现了,通过配网故障测距考虑分析了网络拓扑变化对保护设备的影响,通过获取实际的网络拓扑参数构建一次***网络模型,以故障距离为变量获得在模型下的故障特征值,测量值与特征值匹配实现故障定位。
但是现有的这种技术还存在一些不足之处:首先 ,缺乏对一次***接线方式、运行方式、线路故障情况及保护配置情况多维度整体分析,仅能实现故障测距,不能进一步确定保护策略。另外,每一次***网络拓扑情况确定都要计算与校验处理,影响快速确定故障位置,降低保护动作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种基于故障特征匹配的配网保护方法及***。可以基于多维度信息确定出现故障时的保护方案,同时具有故障定位速度快的特点,提高了维护效率。
为了解决上述技术问题,本发明的实施例的一方面提供一种基于故障特征匹配的配电网保护方法,包括如下步骤:
步骤一、在配电网发生故障时,实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值,其中,所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型;
步骤三、根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略;
步骤四、根据所查询到的保护策略,形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。
其中,进一步包括预先形成故障类型数据库的步骤,包括:
采集得到配电网一次***接线方式、运行方式信息,形成所述配电网的拓扑结构;
通过故障假设,计算发生每一种故障类型时,所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值,从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值;其中,所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式;
存储所述故障类型,以及每一种故障类型所对应的故障特征值,形成故障类型数据库。
其中,所述步骤二进一步包括:
将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配,分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值,将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加,获得每一故障类型对应的匹配值;
比较所有故障类型所对应的匹配值,将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。
其中,进一步包括预先形成保护策略数据库的步骤,包括:
在形成保护策略数据时,与故障类型数据库中每一故障类型一一对应,按照预定的计算方式确定每一故障类型应采取的保护策略,从而形成保护策略数据库;
其中,预定的方式包括下述步骤:
将配电网中所有被保护元件抽象为节点,根据配电网中各被保护元件的状态,定义被保护元件状态取值X=(x1,x2,x3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
根据采集得到的保护配置信息,确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=(z1,z2,z3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0,并建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z);
确定配电网中所配置的各种保护权重系数,主保护、I段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA,ωB,ωC,ωD;
建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi,Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示,Fi=f(X,Z,ω);
比较各保护元件节点动作时间评价值Fi,找出动作时间最短的保护元件动作条件,最终确定每一故障类型对应的保护策略。
相应地,本发明实施例还提供了一种基于故障特征匹配的配电网保护***,其包括:
配置参数获取单元,用于获取配电网的配置参数信息,所述配置参数信息包括:配电网的网络连接关系、运行方式信息以及保护配置信息;
故障类型数据库,存储有通过计算获得的每一故障类型所对应的所述配电网的各位置的参考故障特征值,所述各位置的参考故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
保护策略数据库,用于存储与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略;
运行参数获取单元 ,用于在配电网发生故障时,根据配电网的运行参数实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值,其中,所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
故障特征匹配处理单元 ,用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型;
保护处理单元 ,用于根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略,并形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。
其中,进一步包括故障类型数据库形成单元,包括:
第一获取单元 ,用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网一次***接线方式、运行方式信息,形成所述配电网的拓扑结构;
参考故障特征值获得单元 ,用于通过故障假设,计算发生每一种故障类型时,所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值,从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值;其中,所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式;
第一存储处理单元 ,用于存储所述故障类型,以及每一种故障类型所对应的参考故障特征值,形成故障类型数据库。
其中,所述故障特征匹配处理单元进一步包括:
匹配计算单元,用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配,分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值,将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加,获得每一故障类型对应的匹配值;
比较确定单元 ,比较所有故障类型所对应的匹配值,将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。
其中,进一步包括保护策略数据库形成单元,其包括:
第二获取单元 ,用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网保护配置信息;
保护策略形成单元,用于按照预定的计算方式确定与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略;
第二存储处理单元,用于存储每一故障类型所对应的保护策略,形成保护策略数据库。
其中,所述保护策略形成单元进一步包括:
被保护元件状态确定单元,用于将配电网中所有被保护元件抽象为节点,根据配电网中各被保护元件的状态,定义被保护元件状态取值X=(x1,x2,x3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
保护设备状态确定单元,用于根据采集得到的保护配置信息,确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=(z1,z2,z3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
关联关系建立单元,用于建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z);
权重系数确定单元,用于确定配电网中所配置的各种保护权重系数,主保护、I段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA,ωB,ωC,ωD;
动作时间评价值建立单元,用于建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi,Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示,Fi=f(X,Z,ω);
比较单元,用于比较各保护元件节点动作时间评价值Fi,找出动作时间最短的保护元件动作条件,最终确定每一故障类型对应的保护策略。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:
本发明提出一种基于故障特征匹配的配网保护方法,本发明具体步骤为:在智能配电网技术及信息技术的基础上,采集得到配电网一次***接线方式、运行方式信息、保护配置情况以及实时一次***电气量。通过故障假设获取不同位置发生故障时的线路参考故障特征值,形成故障类型数据库。并对应每一种故障可能发生情况,分析得到相应的保护策略,形成保护策略灵气库。在此基础上通过匹配辨识的方法,对故障方式知识库内存储的参考故障特征值以及实际线路当前故障测量值匹配,实现故障定位。结合故障位置的判断结果,在保护策略知识库内找出对应的保护策略,形成保护动作条件,最终确定保护策略。
本发明能够结合网络拓扑结构,深化故障位置及故障特征的对应关系,为准确掌握故障位置提供有效数据支撑,通过智能算法形成保护动作条件,促进配电网有序正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种基于故障特征匹配的配电网保护方法的一个实施例的主流程示意图;
图2为本发明提供的一种基于故障特征匹配的配电网保护方法中预先形成故障类型数据库的流程图;
图3为图1中步骤S11的更详细的流程图;
图4是图本发明提供的一种基于故障特征匹配的配电网保护***的结构示意图;
图5是图4中故障特征匹配处理单元的结构示意图;
图6是图4中故障类型数据库形成单元的结构示意图;
图7是图4中保护策略数据库形成单元的结构示意图;
图8是图7中保护策略形成单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。
如图1所示,示出了本发明提供的一种种基于故障特征匹配的配电网保护方法的一个实施例的主流程示意图;一并结合图2和图3所示,在该实施例中,该方法包括 如下步骤:
步骤S10,在配电网发生故障时,实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值,其中,所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值,具体地,可以通过采用互感器来采集配电网的运行参数,从而获得上述的当前故障特征值;
步骤S11,将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型;
步骤S12,根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略;
步骤S13,根据所查询到的保护策略,形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。
其中,进一步包括预先形成故障类型数据库的步骤,包括:
步骤S20,采集得到配电网一次***接线方式、运行方式信息,形成所述配电网的拓扑结构;具体地,可以通过采集配电网一次***接线方式、运行方式。其中,网络连接情况包括配电网一次***接线方式如单端供电、双端供电等;一次***运行方式如闭环接线开环运行、闭环接线闭环运行等,还包括能种类型的接入点以及运行状态;
步骤S21,通过故障假设,计算发生每一种故障类型时,所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值,从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值;其中,所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式;
步骤S22,存储所述故障类型,以及每一种故障类型所对应的故障特征值,形成故障类型数据库。
例如在一个例子中,若配电网中存在n个节点,p条支路,m种故障,则故障类型数据库内存储所有故障类型与每组故障类型对应的参考故障特征值,其中参考故障特征值为网络中所有节点电压、所有线路电流,如下表所示。
表2 故障类型数据库内的参考故障特征列表
故障序号 第1个节点电压 第2个节点电压 第n个节点 第1条支路电流 第2条支路电流 第p条支路电流
第1种故障 U1 (1) U2 (1) Un (1) I1 (1) I2 (1) Ip (1)
第2种故障 U1 (2) U2 (2) Un (2) I1 (2) I2 (2) Ip (2)
第m种故障 U1 (m) U2 (m) Un (m) I1 (m) I2 (m) Ip (m)
其中,所述步骤S11进一步包括:
步骤S110,将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配,分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值,将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加,获得每一故障类型对应的匹配值;
例如,在一个例子中,实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值为X=[ U1 (0), U2 (0), …, Un (0), I1 (0), I2 (0), …, Ip (0)]。则与每一种故障类型进行一一匹配,计算△j=∣U1 (j)- U1 (0)∣+∣U02 (j)- U2 (0)∣+…+∣Un (j)-Un (0)∣+∣I1 (j)-I1 (0)∣+∣I2 (j)-I2 (0)∣+…+∣Ip (j)-Ip (0)∣(j=1,2,…,m)。
步骤S111,比较所有故障类型所对应的匹配值,将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。在上一步骤中,比较选出最小的△j,故可以确定故障发生的位置及故障的类型。
可以理解的是,配电网常见的各种保护方案如下表所示:
表3 配电网常见的各种保护方案及其保护内容
保护方案 保护内容
主保护 被保护元件内部发生故障时,能够快速有选择性的切除被保护设备和线路故障
过流保护 过流保护通过整定继电器的动作电流来动作,当故障电流达到继电器的动作值,继电器动作按照保护装置选择性的要求,有选择性切断故障线路。
电流差动保护 电流差动保护是反应从被保护元件各对外端口流入该元件的电流之和的一种保护
…… ……
其中,进一步包括预先形成保护策略数据库的步骤,包括:
在形成保护策略数据时,与故障类型数据库中每一故障类型一一对应,按照预定的计算方式确定每一故障类型应采取的保护策略,从而形成保护策略数据库;
其中,预定的方式包括下述步骤:
将配电网中所有被保护元件抽象为节点,根据配电网中各被保护元件的状态,定义被保护元件状态取值X=(x1,x2,x3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
根据采集得到的保护配置信息,确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=(z1,z2,z3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0,并建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z);
确定配电网中所配置的各种保护权重系数,主保护、I段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA,ωB,ωC,ωD;此处,权重系数与每段保护的保护时间有关,通过最优配置算法,确定各个继电器对配电网继电保护安全稳定、动作时间的影响,确定保护决策权重;
建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi,Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示,Fi=f(X,Z,ω);
比较各保护元件节点动作时间评价值Fi,找出动作时间最短的保护元件动作条件,最终确定每一故障类型对应的保护策略。
如图4所示,示出了本发明实施例提供一种基于故障特征匹配的配电网保护***结构示意图,一并结合图5-图8所示,该***包括:
配置参数获取单元10,用于获取配电网的配置参数信息,所述配置参数信息包括:配电网的网络连接关系、运行方式信息以及保护配置信息;具体地,可根据配电网一次接线以及二次设备配置情况获取。配电网运行参数获取模块包括对配电网实时电流量,电压量的采集情况,可通过配电网配置的互感器实现。
故障类型数据库12,存储有通过计算获得的每一故障类型(对应不同的故障位置和故障方式)所对应的所述配电网的各位置的参考故障特征值,所述各位置的参考故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
保护策略数据库13,用于存储与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略;
运行参数获取单元11 ,用于在配电网发生故障时,根据配电网的运行参数实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值,其中,所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
故障特征匹配处理单元14 ,用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型,从而实现故障定位;
保护处理单元15 ,用于根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略,并形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。
其中,进一步包括故障类型数据库形成单元16,包括:
第一获取单元160 ,用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网一次***接线方式、运行方式信息,形成所述配电网的拓扑结构;
参考故障特征值获得单元161 ,用于通过故障假设,计算发生每一种故障类型时,所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值,从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值;其中,所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式;具体地,在一个例子中,在获取了配电网一次***接线方式和运行方式的基础上,通过实现假设不同位置发生故障,包括故障点假设、故障相假设以及故障模式如接地故障、相间故障等假设,来计算相应的各节点电压、各线路电流等参考故障特征值;
第一存储处理单元163 ,用于存储所述故障类型,以及每一种故障类型所对应的参考故障特征值,形成故障类型数据库。
其中,所述故障特征匹配处理单元14进一步包括:
匹配计算单元140,用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配,分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值,将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加,获得每一故障类型对应的匹配值;
比较确定单元142 ,比较所有故障类型所对应的匹配值,将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。
其中,进一步包括保护策略数据库形成单元17,其包括:
第二获取单元170 ,用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网保护配置信息;
保护策略形成单元171,用于按照预定的计算方式确定与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略;
第二存储处理单元172,用于存储每一故障类型所对应的保护策略,形成保护策略数据库。
其中,所述保护策略形成单元171进一步包括:
被保护元件状态确定单元173,用于将配电网中所有被保护元件抽象为节点,根据配电网中各被保护元件的状态,定义被保护元件状态取值X=(x1,x2,x3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
保护设备状态确定单元174,用于根据采集得到的保护配置信息,确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=(z1,z2,z3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
关联关系建立单元175,用于建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z);
权重系数确定单元176,用于确定配电网中所配置的各种保护权重系数,主保护、I段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA,ωB,ωC,ωD;
动作时间评价值建立单元177,用于建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi,Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示,Fi=f(X,Z,ω);
比较单元178,用于比较各保护元件节点动作时间评价值Fi,找出动作时间最短的保护元件动作条件,最终确定每一故障类型对应的保护策略。
更多的细节,可参考前述对图1至图3的描述,在此不进行详述。
实施本发明实施例,具有如下的有益效果:
本发明提出一种基于故障特征匹配的配网保护方法,本发明具体步骤为:在智能配电网技术及信息技术的基础上,采集得到配电网一次***接线方式、运行方式信息、保护配置情况以及实时一次***电气量。通过故障假设获取不同位置发生故障时的线路参考故障特征值,形成故障类型数据库。并对应每一种故障可能发生情况,分析得到相应的保护策略,形成保护策略灵气库。在此基础上通过匹配辨识的方法,对故障方式知识库内存储的参考故障特征值以及实际线路当前故障测量值匹配,实现故障定位。结合故障位置的判断结果,在保护策略知识库内找出对应的保护策略,形成保护动作条件,最终确定保护策略。
本发明能够结合网络拓扑结构,深化故障位置及故障特征的对应关系,为准确掌握故障位置提供有效数据支撑,通过智能算法形成保护动作条件,促进配电网有序正常运行。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于故障特征匹配的配电网保护方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、在配电网发生故障时,实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值,其中,所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
步骤二、将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型;
步骤三、根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略;
步骤四、根据所查询到的保护策略,形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括预先形成故障类型数据库的步骤,包括:
采集得到配电网一次***接线方式、运行方式信息,形成所述配电网的拓扑结构;
通过故障假设,计算发生每一种故障类型时,所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值,从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值;其中,所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式;
存储所述故障类型,以及每一种故障类型所对应的故障特征值,形成故障类型数据库。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤二进一步包括:
将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配,分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值,将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加,获得每一故障类型对应的匹配值;
比较所有故障类型所对应的匹配值,将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,进一步包括预先形成保护策略数据库的步骤,包括:
在形成保护策略数据时,与故障类型数据库中每一故障类型一一对应,按照预定的计算方式确定每一故障类型应采取的保护策略,从而形成保护策略数据库;
其中,预定的方式包括下述步骤:
将配电网中所有被保护元件抽象为节点,根据配电网中各被保护元件的状态,定义被保护元件状态取值X=(x1,x2,x3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
根据采集得到的保护配置信息,确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=(z1,z2,z3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0,并建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z);
确定配电网中所配置的各种保护权重系数,主保护、I段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA,ωB,ωC,ωD;
建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi,Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示,Fi=f(X,Z,ω);
比较各保护元件节点动作时间评价值Fi,找出动作时间最短的保护元件动作条件,最终确定每一故障类型对应的保护策略。
5.一种基于故障特征匹配的配电网保护***,其特征在于,包括:
配置参数获取单元,用于获取配电网的配置参数信息,所述配置参数信息包括:配电网的网络连接关系、运行方式信息以及保护配置信息;
故障类型数据库,存储有通过计算获得的每一故障类型所对应的所述配电网的各位置的参考故障特征值,所述各位置的参考故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
保护策略数据库,用于存储与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略;
运行参数获取单元 ,用于在配电网发生故障时,根据配电网的运行参数实时获得配电网中所有位置的当前故障特征值,其中,所述所有位置的当前故障特征值包括每一节点的电压值、每一支路的电流值;
故障特征匹配处理单元 ,用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的参考故障特征值进行匹配,获得当前故障所对应的故障类型;
保护处理单元 ,用于根据所述故障类型,在保护策略数据库中查询所述所述故障类型所对应的保护策略,并形成保护动作,执行所述保护动作对所述出现故障配电网进行保护处理。
6.如权利要求5所述的***,其特征在于,进一步包括故障类型数据库形成单元,包括:
第一获取单元 ,用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网一次***接线方式、运行方式信息,形成所述配电网的拓扑结构;
参考故障特征值获得单元 ,用于通过故障假设,计算发生每一种故障类型时,所述配电网中每一节点的电压值、每一支路的电流值,从而获得每一种故障类型所对应的所有参考故障特征值;其中,所述故障类型包括每一位置发生的不同故障相的不同故障模式;
第一存储处理单元 ,用于存储所述故障类型,以及每一种故障类型所对应的参考故障特征值,形成故障类型数据库。
7.如权利要求6所述的***,其特征在于,所述故障特征匹配处理单元进一步包括:
匹配计算单元,用于将配电网中的所有位置的当前故障特征值与故障类型数据库中预存的每一故障类型所对应的相应位置的参考故障特征值进行一一匹配,分别计算每一位置的当前故障特征值与各故障类型对应位置的参考故障特征值的差值,将每一故障类型的各差值的绝对值进行相加,获得每一故障类型对应的匹配值;
比较确定单元 ,比较所有故障类型所对应的匹配值,将具有最小匹配值的故障类型确定为配电网当前故障所对应的故障类型。
8.如权利要求7所述的***,其特征在于,进一步包括保护策略数据库形成单元,其包括:
第二获取单元 ,用于从所述配置参数获取单元获得所述配电网保护配置信息;
保护策略形成单元,用于按照预定的计算方式确定与故障类型数据库中每一故障类型对应的保护策略;
第二存储处理单元,用于存储每一故障类型所对应的保护策略,形成保护策略数据库。
9.如权利要求8所述的***,其特征在于,所述保护策略形成单元进一步包括:
被保护元件状态确定单元,用于将配电网中所有被保护元件抽象为节点,根据配电网中各被保护元件的状态,定义被保护元件状态取值X=(x1,x2,x3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
保护设备状态确定单元,用于根据采集得到的保护配置信息,确定保护元件状态并定义保护设备状态取值Z=(z1,z2,z3,……),其中,正常状态取值为1,故障状态取值为0;
关联关系建立单元,用于建立配电网中各保护设备与被保护元件状态关联关系X'=y(Z);
权重系数确定单元,用于确定配电网中所配置的各种保护权重系数,主保护、I段、Ⅱ段以及后备保护等的权重系数分别为ωA,ωB,ωC,ωD;
动作时间评价值建立单元,用于建立配电网每个保护元件节点的动作时间评价值Fi,Fi值的大小通过配置的第i个保护元件节点对指定的被保护元件状态影响以及被保护状态实际值之差加权表示,Fi=f(X,Z,ω);
比较单元,用于比较各保护元件节点动作时间评价值Fi,找出动作时间最短的保护元件动作条件,最终确定每一故障类型对应的保护策略。
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