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1、(10)申请公布号 CN 103760440 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103760440 A (21)申请号 201410021316.9 (22)申请日 2014.01.16 G01R 31/00(2006.01) (71)申请人 广东电网公司电力科学研究院 地址 510080 广东省广州市越秀区东风东路 水均岗 8 号 (72)发明人 张曦 朱亚清 陈世和 潘凤萍 罗嘉 伍宇忠 叶向前 万文军 史玲玲 庞志强 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 王茹 曾旻辉 (54) 发明名称 电力系统故障监测方法及系统 (57) 摘要。
2、 本发明公开了一种电力系统故障监测方法， 包括 ： 通过电力系统建模生成电力潮流网络结 构， 并计算电力系统的运行参数 ； 根据计算的所 述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 根据所 述仿真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障 进行监测。 此外， 还公开了一种电力系统故障监测 系统。本发明通过电力系统建模生成实时的电力 潮流网络结构， 通过仿真模型计算得到模拟实际 电力系统的监控物理量， 直接将电气监测量接入 综合保护保护装置中， 用来仿真电力系统现场运 行情况， 进而可以更加高效和精确地实现电力系 统故障在线监测与校验。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图。
3、 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103760440 A CN 103760440 A 1/1 页 2 1. 一种电力系统故障监测方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 通过电力系统建模生成电力潮流网络结构， 并计算电力系统的运行参数 ； 根据计算的所述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 根据所述仿真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障进行监测。 2. 根据权利要求 1 所述的电力系统故障监测方法， 其特征在于， 所述通过电力系统建 模生成电力潮流网络结构的步骤中， 建立的电力系统模型中包。
4、含发电机、 变压器、 母线、 电 机、 消弧线圈、 避雷器、 电容器、 刀闸和线路。 3. 根据权利要求 1 所述的电力系统故障监测方法， 其特征在于， 所述对电力系统中微 机保护装置的故障进行监测的步骤之后， 包括以下步骤 ： 对电力系统中发生故障的微机保护装置进行校验。 4. 根据权利要求 3 所述的电力系统故障监测方法， 其特征在于， 所述对电力系统中发 生故障的微机保护装置进行校验的步骤， 包括以下步骤 ： 对微机保护装置的保护逻辑和整定值进行校验。 5. 根据权利要求 4 所述的电力系统故障监测方法， 其特征在于， 所述对微机保护装置 的保护逻辑和整定值进行校验的步骤中， 所述整定值。
5、为二次整定值。 6. 一种电力系统故障监测系统， 其特征在于， 包括计算模块、 仿真模块和监测模块 ； 所述计算模块， 用于通过电力系统建模生成电力潮流网络结构， 并计算电力系统的运 行参数 ； 所述仿真模块， 用于根据计算的所述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 所述监测模块， 用于根据所述仿真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障进行监测。 7. 根据权利要求 6 所述的电力系统故障监测系统， 其特征在于， 所述计算模块建立的 电力系统模型中包含发电机、 变压器、 母线、 电机、 消弧线圈、 避雷器、 电容器、 刀闸和线路。 8. 根据权利要求 6 所述的电力系统故障监测系统， 其特征。
6、在于， 还包括校验模块 ； 所述校验模块， 用于对电力系统中发生故障的微机保护装置进行校验。 9. 根据权利要求 8 所述的电力系统故障监测系统， 其特征在于， 所述校验模块对微机 保护装置的保护逻辑和整定值进行校验。 10. 根据权利要求 9 所述的电力系统故障监测系统， 其特征在于， 所述整定值为二次整 定值。 权 利 要 求 书 CN 103760440 A 2 1/4 页 3 电力系统故障监测方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及电力系统技术领域， 尤其涉及一种电力系统故障监测方法和一种电力 系统故障监测系统。 背景技术 0002 电力系统发生故障是在所难免的， 故障发生以后电力系。
7、统中的元件上电流、 电压 的变化受到故障类型、 故障地点、 网络结构以及实时潮流等诸多因素的影响， 并且可能会出 现多重故障。因此， 对电力系统故障进行准确有效地监测显得尤为重要， 其中， 对于电力系 统中微机保护装置的监测更是关键。目前， 电力系统综合保护装置大多采用软件、 硬件相 结合的多 CPU 保护测控装置， 能够集保护功能、 测量功能和控制功能为一体， 并配有网络接 口， 通过网络接口可将信息输送至监控系统。逐个试验微机保护装置的保护逻辑及整定值 是否合理， 通过微机综合保护校验仪来触发保护装置， 查看跳闸信号与报警型号的正确与 否。目前的做法不仅效率低下， 而且精度较低， 难以实现。
8、电力系统故障的在线监测。 发明内容 0003 基于此， 本发明提供了一种电力系统故障监测方法和一种电力系统故障监测系 统。 0004 一种电力系统故障监测方法， 包括以下步骤 ： 0005 通过电力系统建模生成电力潮流网络结构， 并计算电力系统的运行参数 ； 0006 根据计算的所述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 0007 根据所述仿真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障进行监测。 0008 与一般技术相比， 本发明电力系统故障监测方法通过电力系统建模生成实时的电 力潮流网络结构， 通过仿真模型计算得到模拟实际电力系统的监控物理量， 直接将电气监 测量接入综合保护保护装置中， 用来仿。
9、真电力系统现场运行情况， 进而可以更加高效和精 确地实现电力系统故障在线监测与校验。 0009 一种电力系统故障监测系统， 计算模块、 仿真模块和监测模块 ； 0010 所述计算模块， 用于通过电力系统建模生成电力潮流网络结构， 并计算电力系统 的运行参数 ； 0011 所述仿真模块， 用于根据计算的所述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 0012 所述监测模块， 用于根据所述仿真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障进行 监测。 0013 与一般技术相比， 本发明电力系统故障监测系统通过电力系统建模生成实时的电 力潮流网络结构， 通过仿真模型计算得到模拟实际电力系统的监控物理量， 直接将。
10、电气监 测量接入综合保护保护装置中， 用来仿真电力系统现场运行情况， 进而可以更加高效和精 确地实现电力系统故障在线监测与校验。 说 明 书 CN 103760440 A 3 2/4 页 4 附图说明 0014 图 1 为本发明电力系统故障监测方法的流程示意图 ； 0015 图 2 为本发明电力系统故障监测系统的结构示意图。 具体实施方式 0016 为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果， 下面结合附图及较佳实 施例， 对本发明的技术方案， 进行清楚和完整的描述。 0017 请参阅图 1， 为本发明电力系统故障监测方法的流程示意图。 0018 一种电力系统故障监测方法， 包括以下步骤。
11、 ： 0019 S101 通过电力系统建模生成电力潮流网络结构， 并计算电力系统的运行参数 ； 0020 S102 根据计算的所述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 0021 S103 根据所述仿真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障进行监测。 0022 根据设计资料建立保护对象模型。作为其中一个实施例， 建立的电力系统模型中 包含发电机、 变压器、 母线、 电机、 消弧线圈、 避雷器、 电容器、 刀闸和线路。 0023 电力系统模型包含发电机、 变压器、 母线、 电机、 消弧线圈、 避雷器、 电容器、 刀闸、 线路等。模型能够完整地模拟电力系统 （包括一次和二次设备） ， 模拟的电网结。
12、构和电力设 备与实际电网保持完全相同， 真实的反映下列实际情况 ： 正常的网控操作、 线路开关刀闸状 态、 系统间的解并列与合解环操作、 开关刀闸操作、 发电机负荷出力调节、 电容电抗器投切、 变压器分接头调节以及保护装置的投退状态、 地网与主网解列、 低频减载、 逆功率解列、 备 用电源自投、 系统接地故障、 在事故仿真范围中所确定的电网事故 （如母线和线路短路、 接 地等） 。 0024 在线故障计算重要的特点， 如考虑外网等值， 考虑外网零序， 考虑外网大小方式、 考虑变压器中性点地刀和消弧线圈的影响等， 以满足实际应用的要求。 0025 电网仿真模型计算得到的实时物理量如下 ： A 相。
13、电流、 B 相电流、 C 相电流、 A 相电 压、 B 相电压、 C 相电压、 AB 相电压、 BC 相电压、 AC 相电压、 电网频率、 零序电压、 零序电流、 相位角、 有功功率和无功功率。 0026 启动仿真模型计算功能， 计算有三种状态 ： 运行状态、 暂停状态和终止状态。 0027 作为其中一个实施例， 对电力系统中微机保护装置的故障进行监测之后， 对电力 系统中发生故障的微机保护装置进行校验。 0028 上述做法可以在线实时对电力系统故障进行监测和校验， 保证了电力系统运行的 安全性和稳定性。 0029 在线潮流计算能够给出系统运行状态的信息， 而且在系统发生扰动 （发电机、 输电。
14、 线开断、 出力负荷调节、 变压器分头调节等） 时能给出扰动后系统潮流分布的精确结果和系 统电压频率的变化， 完成预想事故的设定， 实时输出电气监测量。 0030 作为其中一个实施例， 对微机保护装置的保护逻辑和整定值进行校验。所述整定 值为二次整定值。 0031 能够仿真出相应各种保护的动作对电网一次系统的作用 ； 二次回路中的保护压板 投退 ； 能反应低周减载动作后的负荷变化情况以及频率的动态变化过程。 0032 待校验的的保护自动装置， 如果采用实体设备， 则需要通过模数端口经过转化， 然 说 明 书 CN 103760440 A 4 3/4 页 5 后才能连接至柜体的端子接线处， 同时。
15、将保护装置的跳闸信息通过网络接口反馈至电网仿 真计算模型。可以有效的检测保护装置整定值是否合理。 0033 作为一个优选的实施例， 在实现本发明时， 结合图形化建模平台， 可形成任意结构 的电网调度仿真系统， 实时计算电力系统潮流， 为工程技术人员提供无损实验数据。 模块化 建模， 在线仿真能进行设计方案模拟、 运行故障分析、 优化， 具备开放的数据接口和编程建 模接口， 可根据电网需要进行功能性的或模拟性的深层次开发等， 形成便捷的电力系统综 合保护装置在线监测软件。该软件基本功能如下 ： 0034 具备友好完善的电网故障设置功能， 能够模拟电网的各种故障状态， 备手动、 自 动、 逻辑、 。
16、编程等故障设置功能。 0035 工程分析和优化操作试验 ： 专业技术人员可以通过在仿真系统上对电网进行不同 方式、 不同工况的运行试验、 分析， 保护参数整定的试验， 取得的试验结果和数据对电网调 度运行具有确定、 有效的指导意义。 0036 实际电网的故障分析和监测 ： 当电网发生事故时， 能够使用电网调度监控系统的 历史数据在仿真系统上进行系统历史回放， 并允许业主实施有针对性的事故预演， 其演习 过程和结果应与电网的动态变化最终结果一致， 能够根据对事故现象的全面分析， 协助调 度人员找出故障原因， 并提供正确处理事故的操作指导。 0037 实时在线保护数据整定值 ： 校验既可采用虚拟软。
17、表盘技术模拟部分变电站保护屏 操作和显示， 也可将变电站运行参数通过数模转化接口直接接入实际的综合保护单元。 0038 支持模块化图形建模工具进行电网仿真建模， 操作简便。支持图形化建模且无需 编程， 但可以进行模型打包 ； 支持高级的程序建模技术， 允许技术人员进行高级的模型建 立。 0039 与一般技术相比， 本发明电力系统故障监测方法通过电力系统建模生成实时的电 力潮流网络结构， 通过仿真模型计算得到模拟实际电力系统的监控物理量， 直接将电气监 测量接入综合保护保护装置中， 用来仿真电力系统现场运行情况， 进而可以更加高效和精 确地实现电力系统故障在线监测与校验。 0040 本发明涉及实。
18、时仿真中电力潮流网络的计算， 并通过计算机 I/O 端口可以与电气 系统二次保护设备进行通讯， 达到根据实时故障计算数据来实现设备综合微机保护装置二 次整定值的校验与修正。 0041 请参阅图 2， 为本发明电力系统故障监测系统的结构示意图。 0042 本发明电力系统故障监测系统， 包括计算模块 201、 仿真模块 202 和监测模块 203 ； 0043 所述计算模块 201， 用于通过电力系统建模生成电力潮流网络结构， 并计算电力系 统的运行参数 ； 0044 所述仿真模块 202， 用于根据计算的所述运行参数， 对电力系统运行进行仿真 ； 0045 所述监测模块 203， 用于根据所述仿。
19、真结果， 对电力系统中微机保护装置的故障进 行监测。 0046 作为其中一个实施例， 所述计算模块建立的电力系统模型中包含发电机、 变压器、 母线、 电机、 消弧线圈、 避雷器、 电容器、 刀闸和线路。 0047 作为其中一个实施例， 本发明电力系统故障监测系统还包括校验模块 ； 所述校验 说 明 书 CN 103760440 A 5 4/4 页 6 模块， 用于对电力系统中发生故障的微机保护装置进行校验。 0048 作为其中一个实施例， 所述校验模块对微机保护装置的保护逻辑和整定值进行校 验。所述整定值为二次整定值。 0049 与一般技术相比， 本发明电力系统故障监测系统通过电力系统建模生成。
20、实时的电 力潮流网络结构， 通过仿真模型计算得到模拟实际电力系统的监控物理量， 直接将电气监 测量接入综合保护保护装置中， 用来仿真电力系统现场运行情况， 进而可以更加高效和精 确地实现电力系统故障在线监测与校验。 0050 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103760440 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103760440 A 7 。