一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统继电保护的技术领域，尤其涉及一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法及系统。


背景技术：

2.发电厂作为电力系统的电能生产环节，是国民生产生活能源供应的重要组成部分。发电厂的涉网继电保护定值正确性是电力系统安全稳定运行的重要保证。而发电机失磁保护作为涉网保护的一部分，对其定值的校核采用准确的方法就显得格外重要。
3.我国的发电机组继电保护装置厂家多样，继电保护装置的设计都充分考虑发电机变压器组保护最大配置要求。其中发电机失磁保护可配置项包含定子阻抗特性、转子电压配置、系统低电压投退。在继电保护装置定值单的控制字部分通过不同控制字定值来实现失磁保护有关装置配置的选择，如0表示退出，1表示投入，定子阻抗特性控制字0表示静稳圆，1表示异步圆。而失磁保护定值项的定值在继电保护装置定值单的保护定值部分显示，两者需要相互对应。另一方面发电机类型主要分为汽轮机和水轮机，不同发电机类型的发电机配置的保护装置不同，适用不同发电机类型保护装置的失磁保护同一装置配置下定值的整定方法不一样，如定子阻抗特性都为静稳边界圆和转子电压配置都为变励磁电压时，相关定值整定方法不一样，对应的定值校核方法也不一样。由于对发电厂涉网失磁保护定值实际校核通过人工实现，只能判断定值大致范围和数量级的正确性，校核结果精确度不高且没有根据继电保护装置配置情况和发电机类型校核定值的正确性，不能及时发现发电机失磁保护定值的问题，不利于调度机构对发电厂涉网保护定值的精确管控。在发电机涉网失磁保护定值校核时，采用基于装置特性的定值校核方法可以提高发电机失磁保护定值的准确性，从而保证发电厂继电保护装置正常运行，最终保证发电厂及电网的安全、稳定运行。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明提供了一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法及系统解决人工校核失磁保护不准确的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：第一方面，本发明提供了一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，包括：获取发电机保护装置运行及设备参数，所述运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；根据所述运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；将所述校核规则计算结果和所述失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核。
7.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：装置特性变量表示为：；其中，a1为发电机类型，a2为系统低电压投入配置，a3为定子阻抗特性配置，a4为转子电压配置。
8.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，包括：每个失磁保护定值项有两个校核规则，与装置特性的对应关系可采用下列矩阵计算过程实现，矩阵表示为：；其中，是系统低电压配置为投入时低电压定值的校核规则，是系统低电压配置为退出时低电压定值的校核规则，是定子阻抗特性配置为异步圆时的阻抗定值的校核规则，是发电机类型为水轮机且定子阻抗特性配置为静稳圆时的阻抗定值的校核规则，是发电机类型为汽轮机且定子阻抗特性配置为静稳圆时的阻抗定值的校核规则，是转子电压配置为等励磁电压时的转子低电压定值的校核规则，是发电机类型为水轮机且转子电压配置为变励磁电压时的转子低电压定值的校核规则，是发电机类型为汽轮机且转子电压配置为变励磁电压时的转子励磁电压系数定值的校核规则，表示取反值，*表示数学乘法，d1~d8是失磁保护定值执行校核时用的校核规则；当矩阵中装置特性变量计算的值为0时，失磁保护定值执行校核时用的校核规则为0，表示此校核规则不参与校核。
9.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：将所述校核规则计算结果和所述失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，包括：定值校核目标函数表示为：；
其中，为失磁保护单个定值项的校核结果返回值，b为设备参数及系统等值定量，为失磁保护单个定值项定值，为执行校核的校核规则。
10.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：还包括：根据失磁保护单个定值项定值识别对应的执行校核的校核规则；抽取校核规则中校核公式，转化为计算机可识别的数字计算算式和公式变量；根据公式变量定义，智能匹配对应的发电机设备参数及系统等值定量b；校核公式代入公式变量值，进行数学运算，并计算出结果值；校核公式计算值与失磁保护单个定值项定值作比较，当失磁保护单个定值项定值与校核计算结果的差异小于预设偏差度时，定值满足校核，失磁保护单个定值项的校核结果返回值返回true；当失磁保护单个定值项定值与校核计算结果的差异不小于预设偏差度时，定值则不满足校核，失磁保护单个定值项的校核结果返回值返回false。
11.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：根据判断结果进行失磁保护定值校核，包括：失磁保护总校核目标函数表示为：；其中，m1~mn为失磁保护每个定值项的校核结果，为失磁保护总校核结果返回值。
12.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：还包括：当失磁保护每一个定值项都校核满足时，失磁保护总校核结果为满足，即m1~mn的值为true；若m1~mn的值为只要有一个为false，则失磁保护总校核结果为警告。
13.作为本发明所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的一种优选方案，其中：第二方面，本发明提供了一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化系统，包括：数据获取模块，用于获取发电机保护装置运行及设备参数，所述运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；计算模块，用于根据所述运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；判断模块，用于将所述校核规则计算结果和所述失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核。
14.第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的步骤。
15.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的步骤。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明自动识别继电保护装置特性，提出基于保护装置配置情况自动识别定值校核规则技术，并充分利用带数学公式计算的校核规则的定值校核方法，大大提高发电厂涉网失磁保护定值的正确性，保证电网的安全可靠运行
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本发明一个实施例所述的一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法及系统的方法流程图。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
19.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
20.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
21.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
22.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，
也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.实施例1参照图1，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，包括：s1:获取发电机保护装置运行及设备参数，运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；更进一步的，装置特性变量表示为：；其中，a1为发电机类型，a2为系统低电压投入配置，a3为定子阻抗特性配置，a4为转子电压配置；应说明的是，发电机类型中0表示汽轮机，1表示水轮机；系统低电压投入配置中且0表示退出，1表示投入；定子阻抗特性配置中0表示静稳圆，1表示异步圆；转子电压配置中0表示等励磁电压，1表示变励磁电压。
25.s2:根据运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；更进一步的，自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，包括：每个失磁保护定值项有两个校核规则，与装置特性的对应关系可采用下列矩阵计算过程实现，矩阵表示为：；其中，是系统低电压配置为投入时低电压定值的校核规则，是系统低电压配置为退出时低电压定值的校核规则，是定子阻抗特性配置为异步圆时的阻抗定值的校核规则，是发电机类型为水轮机且定子阻抗特性配置为静稳圆时的阻抗定值的校核规则，是发电机类型为汽轮机且定子阻抗特性配置为静稳圆时的阻抗定值的校核规则，
是转子电压配置为等励磁电压时的转子低电压定值的校核规则，是发电机类型为水轮机且转子电压配置为变励磁电压时的转子低电压定值的校核规则，是发电机类型为汽轮机且转子电压配置为变励磁电压时的转子励磁电压系数定值的校核规则，表示取反值，*表示数学乘法，d1~d8是失磁保护定值执行校核时用的校核规则；当矩阵中装置特性变量计算的值为0时，失磁保护定值执行校核时用的校核规则为0，表示此校核规则不参与校核。
26.更进一步的，校核规则计算结果校核规则计算结果，包括：获取目标函数的校核结论；校核总目标函数，表示为：；其中，e为失磁保护校核结果，a为装置特性变量，b为设备参数及系统等值定量，c为失磁保护定值，d为校核规则集合。
27.s3:将校核规则计算结果和失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核；更进一步的，将校核规则计算结果和失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，包括：定值校核目标函数表示为：；其中，为失磁保护单个定值项的校核结果返回值，b为设备参数及系统等值定量，为失磁保护单个定值项定值，为执行校核的校核规则。
28.应说明的是，所表示的执行校核的校核规则是基于设备参数及系统等值定量b编制的数学公式，定值校核时，将设备参数及系统等值定量b中定量的值对应代入到中进行数学计算，得到校核规则计算结果值。
29.还应说明的是，失磁保护定值校核是一个流程化的计算过程，考虑继电保护定值二次值在转换一次值和数字公式计算过程中用四舍五入保留小数位不一样时产生的数值精度差异，在此校核过程中引入偏差度1%，即失磁保护定值与校核公式计算值差异在1%以内时，为定值满足校核，否则为不满足校核。
30.更进一步的，还包括：根据失磁保护单个定值项定值识别对应的执行校核的校核规则；抽取校核规则中校核公式，转化为计算机可识别的数字计算算式和公式变量；根据公式变量定义，智能匹配对应的发电机设备参数及系统等值定量b；校核公式代入公式变量值，进行数学运算，并计算出结果值；校核公式计算值与失磁保护单个定值项定值作比较，当失磁保护单个定值项定值与校核计算结果的差异小于预设偏差度时，定值满足校核，失磁保护单个定值项的
校核结果返回值返回true；当失磁保护单个定值项定值与校核计算结果的差异不小于预设偏差度时，定值则不满足校核，失磁保护单个定值项的校核结果返回值返回false。
31.更进一步的，根据判断结果进行失磁保护定值校核，包括：失磁保护总校核目标函数表示为：；其中，m1~mn为失磁保护每个定值项的校核结果，为失磁保护总校核结果返回值。
32.更进一步的，还包括：当失磁保护每一个定值项都校核满足时，失磁保护总校核结果为满足，即m1~mn的值为true；若m1~mn的值为只要有一个为false，则失磁保护总校核结果为警告。
33.上述为本实施例的一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的示意性方案。需要说明的是，该一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化系统的技术方案与上述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的技术方案属于同一构思，本实施例中发电厂涉网失磁保护定值校核优化系统的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的技术方案的描述。
34.本实施例中一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化系统，包括：数据获取模块，用于获取发电机保护装置运行及设备参数，运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；计算模块，用于根据运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；判断模块，用于将校核规则计算结果和失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核。
35.本实施例还提供一种计算设备，适用于发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的情况，包括：存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的实现发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法。
36.本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的实现发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法。
37.本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的实现发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。
38.通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质
中，如计算机的软盘、只读存储器(readonly ，memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
39.实施例2参照表1~3，为本发明的一个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，通过对发电厂涉网失磁保护定值进行校核，验证我方发明有益效果。
40.根据发电机保护装置定值单，获取装置特性变量4个的值和失磁保护定值5个，如表1所示：表1 获取参数
41.根据装置特性变量，在8个校核规则中自动识别本实施例中实际执行校核的校核规则4个，其中校核的定值项与对应执行的校核规如表2所示：表2 校核规则
42.发电机暂态电抗校核，表示为： ；其中，为发电机暂态电抗有名值，为发电机变比，为发电机机端变比；发电机同步电抗校核，表示为：
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；其中，为发电机同步电抗有名值。
43.执行每一个定值项的校核规则，并判断校核结果，其中1个定值项返回false，4个定值项返回true，每个定值的校核结果统计如表3所示：表3 校核结果
44.通过表3可以看出，失磁保护阻抗定值1的校核结果为false，失磁保护校核不满足。
45.本发明结合继电保护装置特性，考虑发电机类型、定子阻抗特性、转子电压配置、系统低电压投退等多个变量因素，并考虑失磁保护定值整定用到的发电机设备参数和调度机构下发的系统等值为定量因素下，采用改进的校核方法实现了失磁保护定值的精确校核，保证了发电机涉网失磁保护定值的正确性。
46.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，包括：获取发电机保护装置运行及设备参数，所述运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；根据所述运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；将所述校核规则计算结果和所述失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核。2.如权利要求1所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，装置特性变量表示为：；其中，a1为发电机类型，a2为系统低电压投入配置，a3为定子阻抗特性配置，a4为转子电压配置。3.如权利要求2所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，包括：每个失磁保护定值项有两个校核规则，与装置特性的对应关系可采用下列矩阵计算过程实现，矩阵表示为：；其中，是系统低电压配置为投入时低电压定值的校核规则，是系统低电压配置为退出时低电压定值的校核规则，是定子阻抗特性配置为异步圆时的阻抗定值的校核规则，是发电机类型为水轮机且定子阻抗特性配置为静稳圆时的阻抗定值的校核规则，是发电机类型为汽轮机且定子阻抗特性配置为静稳圆时的阻抗定值的校核规则，是转子电压配置为等励磁电压时的转子低电压定值的校核规则，是发电机类型为水轮机且转子电压配置为变励磁电压时的转子低电压定值的校核规则，是发电机类型为汽轮机且转子电压配置为变励磁电压时的转子励磁电压系数定值的校核规则，表示取反值，表示数学乘法，d1~d8是失磁保护定值执行校核时用的校核规则；当矩阵中装置特性变量计算的值为0时，失磁保护定值执行校核时用的校核规则为0，表示此校核规则不参与校核。
4.如权利要求3所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，将所述校核规则计算结果和所述失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，包括：定值校核目标函数表示为：；其中，为失磁保护单个定值项的校核结果返回值，b为设备参数及系统等值定量，为失磁保护单个定值项定值，为执行校核的校核规则。5.如权利要求4所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，还包括：根据失磁保护单个定值项定值识别对应的执行校核的校核规则；抽取校核规则中校核公式，转化为计算机可识别的数字计算算式和公式变量；根据公式变量定义，智能匹配对应的发电机设备参数及系统等值定量b；校核公式代入公式变量值，进行数学运算，并计算出结果值；校核公式计算值与失磁保护单个定值项定值作比较，当失磁保护单个定值项定值与校核计算结果的差异小于预设偏差度时，定值满足校核，失磁保护单个定值项的校核结果返回值返回true；当失磁保护单个定值项定值与校核计算结果的差异不小于预设偏差度时，定值则不满足校核，失磁保护单个定值项的校核结果返回值返回false。6.如权利要求5所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，根据判断结果进行失磁保护定值校核，包括：失磁保护总校核目标函数表示为：；其中，m1~mn为失磁保护每个定值项的校核结果，为失磁保护总校核结果返回值。7.如权利要求6所述的发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法，其特征在于，还包括：当失磁保护每一个定值项都校核满足时，失磁保护总校核结果为满足，即m1~mn的值为true；若m1~mn的值为只要有一个为false，则失磁保护总校核结果为警告。8.一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化系统，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取发电机保护装置运行及设备参数，所述运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；计算模块，用于根据所述运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；判断模块，用于将所述校核规则计算结果和所述失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核。9.一种电子设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种发电厂涉网失磁保护定值校核优化方法及系统，涉及电力系统继电保护的技术领域，包括获取发电机保护装置运行及设备参数，运行及设备参数包括装置特性变量值、失磁保护定值项和定值以及发电机设备参数、系统等值定量；根据运行及设备参数结合自动识别发电机保护装置的实际执行校核规则，得到校核规则计算结果；将校核规则计算结果和失磁保护定值项的定值进行偏差度判断，根据判断结果进行失磁保护定值校核。本发明自动识别继电保护装置特性，提出基于保护装置配置情况自动识别定值校核规则技术，并充分利用带数学公式计算的校核规则的定值校核方法，大大提高发电厂涉网失磁保护定值的正确性，保证电网的安全可靠运行。运行。运行。


技术研发人员：石恒初 游昊 杨远航 许守东 陈晓帆 杨桥伟 丁心志 李银银 孔德志 黄欢 解良 虎啸 陈璟 周考 金辉 汪子程 郭文捷
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司
技术研发日：2023.08.01
技术公布日：2023/9/9