配电网智能化终端定值管理算法系统设计与实践.pdf
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1、 配电网智能化终端定值管理算法系统设计与实践胡李进,胡波,杨飞勇(珠海许继芝电网自动化有限公司,广东 珠海 )摘要:配电网保护及自动装置对保障电网系统安全稳定运行,防止故障扩大和事故发生,起着极其重要的作用,是配电网不可缺少的部分,其中保护定值计算的正确性和逻辑功能的合理性将直接影响配电网连续可靠供电、客户用电感知的成效.为解决配电保护专业化管理、整定自动化计算、定值智能化复核等问题,需建立一套基于最新计算机网络及软件技术,符合最新标准技术体系,面向电力公司配电网继电保护专业需求并服务于智能化终端的定值算法管理系统.关键词:配电自动化;图形拓扑;配电终端;定值召测;定值算法中图分类号:TM D
2、 O I:/j c n k i d g j s D e s i g na n dP r a c t i c eo f I n t e l l i g e n tT e r m i n a l S e t t i n gA l g o r i t h m M a n a g e m e n tS y s t e mf o rD i s t r i b u t i o nN e t w o r kHUL i j i n,HUB o,YAN GF e i y o n g(Z h u h a iX u j i z h iP o w e rA u t o m a t i o nC o,L t d,Z h
3、 u h a i ,C h i n a)A b s t r a c t:T h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kp r o t e c t i o na n da u t o m a t i cd e v i c ep l a y s a ne x t r e m e l y i m p o r t a n t r o l e i ne n s u r i n g t h e s a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no f t h ep o w e rg r i ds y s t e ma n dp r e v
4、e n t i n gt h ee x p a n s i o no f f a u l t sa n da c c i d e n t s I t i sa n i n d i s p e n s a b l ep a r to f t h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k T h e c o r r e c t n e s so f t h ep r o t e c t i o ns e t t i n gv a l u e c a l c u l a t i o na n d t h e r a t i o n a l i t yo f t h
5、e l o g i cf u n c t i o nw i l l d i r e c t l ya f f e c t t h ec o n t i n u o u sa n dr e l i a b l ep o w e r s u p p l yo f t h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ka n d t h ee f f e c t o f c u s t o m e r s p e r c e p t i o no fp o w e rc o n s u m p t i o n I no r d e r t os o l v e t h e
6、p r o b l e m ss u c ha ss p e c i a l i z e dm a n a g e m e n to fd i s t r i b u t i o np r o t e c t i o n,s c i e n t i f i cm o d e l,a u t o m a t i cs e t t i n gc a l c u l a t i o n,i n t e l l i g e n t r e c h e c ko fs e t t i n gv a l u e,i t i sn e c e s s a r yt oe s t a b l i s has
7、e to f i n t e l l i g e n t t e r m i n a l s e t t i n ga l g o r i t h m m a n a g e m e n t s y s t e mb a s e do nt h e l a t e s t c o m p u t e rn e t w o r ka n ds o f t w a r e t e c h n o l o g y,i n l i n ew i t h t h e l a t e s t s t a n d a r d t e c h n i c a l s y s t e m,f a c i n g
8、 t h ep r o f e s s i o n a l n e e d s o f r e l a yp r o t e c t i o no f p o w e r c o m p a n i e s d i s t r i b u t i o nn e t w o r k sa n ds e r v i n g i n t e l l i g e n t t e r m i n a l s K e yw o r d s:d i s t r i b u t i o na u t o m a t i o n;g r a p h i c t o p o l o g y;p o w e rd
9、i s t r i b u t i o nt e r m i n a l;c o n s t a n tv a l u ec a l l i n ga n dm e a s u r e m e n t;f i x e dv a l u ea l g o r i t h m收稿日期:作者简介:胡李进(),从事配电自动化主站现场实施与项目管理工作;胡波(),从事配电自动化主站项目需求分析与项目管理工作;杨飞勇(),从事配电自动化、配电开关及智能化终端算法管理等系统开发与项目管理工作.引言随着经济和科技的发展,配电网的规模不断扩大,接线与运行方式日趋复杂,配电网的继电保护整定也越来越成为一项必不可少
10、的工作.以往常常采用的手工整定方式不仅工作量大,而且容易产生人为误差.配电网继电保护整定算法系统的研究目的就是让继电保护工作人员从繁琐的手工计算中解放出来,从而提高工作效率和整定计算的可靠性.现有的继电保护定值整定软件只适用于高压电网,并不方便 k V配电网使用,而且现有的继电保护整定软件常常独立运行,与现场已建立的配电自动化系统G I S图形缺乏有效的连接,导致大量重复的建模工作,不能实现数据的共享,给现场的管理带来诸多不便.为此,从配电网继电保护工作的实际需要出发,设计与G I S相关联的图形化配电网继电保护整定管理算法系统具有非常重要的现实意义.本文针对配电网智能化终端定值管理系统建设背
11、景与意义、智能化终端定值管理系统整体设计方案以及实际应用进行探索和实践,助力电力公司降低运维成本和提升工作效率.配电网智能化终端定值管理系统建设背景与意义 建设背景 配电网保护管理呈现多元化电力公司各部门职能交叉,运维检修部负责配电网自动化装置的逻辑功能,调控中心负责站内、首段开关的整定,市、县公司运维检修部负责对分段、分支、分界现场电工技术系统解决方案的经验整定和调试,配电网调度无法全面掌握线路定值状况,业务流、数据流、管理流没有形成规范.配电网定值未执行动态管理电力公司无专职人员开展定值的整定和调试工作,对配电网保护如何整定认知程度不高,面对站内阻抗变化、站内定值调整、配电网频繁异动、设备
12、跳闸开展的定值整定、校核无所适从.故障跳闸分析能力欠缺电力公司定值单台账不全,定值核对工作覆盖率低,定值调试正确性依赖厂家,在设备故障跳闸后,由于缺少定值相关资料,动作逻辑是否正确、F A区间定位是否精准、故障原因是否正确等情况不能一目了然.缺乏智能化算法管控平台配电网异动频繁,定值管理工作量相对较重,鉴于缺乏对整定计算,定值核对、召测、远程下装的智能化管控平台,配电网的保护管理基本处于“失控”状态.建设意义配电网保护及自动装置对保障系统安全稳定运行,防止故障扩大和事故发生,起着极其重要的作用,是配电网不可缺少的部分;配电网设备点多面广,线路网架复杂,保护定值的计算需要考虑分支等诸多因素,容易
13、产生人为误差,需要有一个程序实现辅助计算;设置保护的柱上开关、开关站、环网柜等中压配电网设备布局分散,甚至有些设备位置隐蔽,若需要人员前往现场进行手工整定,则传统方式的效率不高;采用线上方式开展配电网保护定值的整定计算、流转、校核、远程召测、下装、存档和管理,将会充分体现数字化、信息化对配电网保护管理的水平的提升.规范配电网保护管理,以配电网保护线上线下管理模式,实现配电网保护定值正确整定、正确调试、正确投运,提高配电网保护动作的可靠性、选择性、灵敏性,有效缩小停电范围,精准切除故障,提高巡线效率,提升客户用电感知;实现配电网保护线上全线整定计算、流转、校核、远程召测、下装、存档和管理,助力配
14、电网停运率、故障报修率双降 目标实现.智能化终端定值管理系统整体的设计方案保护定值整定计算的效率与准确性是电力系统安全可靠运行的重要基础.针对当前配电网保护定值管理系统功能不完善、数据不全面的实际问题,智能化终端定值管理算法系统提出了一种基于数据全过程的配电网保护定值整定系统建设思路,通过终端设备的基础参数采集到保护定值单的生成过程,实现配电网保护定值的统一自动计算与数据资源共享.智能化终端定值管理算法系统能够进行有效的保护定值整定计算,并具有良好的人机交互性能.系统设计的方案主要包含以下方面.配电网保护整定计算在G I S接线图中,系统根据开关拓扑关系,自动识别线路的首段开关、分段开关、第一
15、级分支开关、分界开关(包括分支当分界开关),并按照线路连接顺序进行位置排序.系统首先根据变电站定值参数、线路参数,结合开关类型、线路连接位置顺序等条件,通过公式算法批量计算出各开关的定值.线路上所有开关定值列表计算后,通过走审批流程,完成整条线路的定值整定工作.配电网保护分析校核在日常配电网保护运维中,在G I S接线图中选择某条线路或某个开关,通过召测终端获取开关设备当前定值信息,再与原定值单中各项定值信息进行对比校核,得出原定值与召测定值的差异结果.如果偏差较大,就需要重新走定值计算流程,进行新定值的整定工作.配电网保护定值管理在配电网保护定值管理功能模块中,通过组建设备树形结构,可从站、
16、线、开关的层级中查询整条线路的开关或某个开关的原定值、正在计算流程中的定值以及召测定值信息;另外,还可按照各种组合条件查询开关定值信息,调出并查看已归档定值单内容及流程等,支持导出E x c e l及打印定值单.配电网保护应用报表配电网保护应用报表包括变电站定值参数初始化报表、线路中各类开关定值参数初始化报表、各类开关定值单模板维护等.变电站、线路各类开关定值参数也可以在此模块进行维护和修改.终端定值算法逻辑设计 总控逻辑批量计算线路的开关定值信息,起点首要计算获取变电站定值信息,包括过流I、I I I段保护定值.接着计算首段开关定值,首段开关定值是线路其他开关定值计算的参考关键,线路连接的很
17、多开关定值计算都需要首段开关定值数据支撑.线路各类型开关定值算法线路上需要定值计算的开关类型包括首段开关、分段开关、第一级分支开关、分支当分界开关以及分界开关.在整条线路批量计算开关定值时,除了首先计算首段开关定值外,其他的开关必须依照G I S图形中开关位置顺序依次计算定值.各类开关定值计算内容及算法描述如下.()首段开关.配电线路首段开关需要算法计算的定值内容有一段过流启动定值及时间、三段过流启动定值及时间、过流后加速定值及时间、零序一段定值、一次/二次重合闸时间、小电流及加速定值等.首段开关一段或三段过流定值严重依赖变电站定值,如果无法获取变电站一段或三段过流定值,那么首段开关的定值算法
18、过程将直接提示退出.首段开关重要定值项目算法见表.系统解决方案电工技术 表首段开关重要定值项目计算方法明细项目算法一段过流启动定值公式:变电站内定值一次值/C T变比三段过流启动定值 k V变电站公式:变电站内定值一次值/C T变比 k V变电站公式:变电站内定值一次值/C T变比过流后加速定值取三段过流启动定值零序一段定值公式:零序系数 (LL)/零序C T变比备注:零序系数手动录入,范围 ;L为界内架空 线 总 长度;L为界内电缆长度(高压)注意:公式计算出的零序一段定值最小不能低于 ,若低于 则按 整定零序一段时间系统自动计算:以主线分段开关为基数,最后一个分段开关 s,然后按 s的级差
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- 关 键 词:
- 配电网 智能化 终端 管理 算法 系统 设计 实践
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