[发明专利]一种适用于任意拓扑结构变更的最小断点集更新方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统继电保护在线整定计算技术领域，更具体地，涉及一种适用于任意拓扑结构变更的最小断点集更新方法。

背景技术

为解决离线整定的弊端，在线整定成为当前研究热点。电网运行方式变化频繁，对在线整定计算速度提出了非常高的要求。最小断点集（Minimum Break Point Set，MBPS）的求取是大规模复杂环网整定计算的重要步骤，其计算时间在整定全过程计算时间中所占的比例较大。而且，实际工程中断点处的后备保护存在越级跳闸的安全隐患，对MBPS的在线安全评估将成为断点求取的重要组成部分，这进一步增加了MBPS的求取时间。因此，提高MBPS的求取速度成为了在线整定中亟待解决的问题。

MBPS取决于电网的拓扑结构。在线整定随电网运行方式的变化而启动，连续两次整定计算之间电网的拓扑结构仅发生了局部变更，只需在拓扑变更前的MBPS中增减少数断点即可。这种根据拓扑变更方式更新MBPS的方法可以大幅度提高MBPS的求取速度，引起了学者的广泛研究。基于反馈边集理论更新MBPS，需搜索包含特定保护的所有简单回路；将全网MBPS的求取转换为局部网络断点集的求取，能够快速更新MBPS。

电网拓扑结构变更源于电气设备（发电机、变压器和线路）投退状态变化或厂站内母联开关变位。考虑到在线整定的范围一般为同电压等级的线路保护。因此，MBPS只同该电压等级的拓扑结构相关，即MBPS的更新需考虑线路投退或母联开关开合的情况。但现有技术仅考虑了线路投退的情况。此外，在线路退出的情况下，不能保证更新后的断点集为最小（或极小）断点集；在线路投入的情况下，校验可替代断点时需对全网作深度或广度优先搜索，其搜索效率对电网的结构依赖性强，特别是对复杂环网的适应性较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于任意拓扑结构变更的最小断点集更新方法，该方法适用于线路投退和母联开关开合的情况，且能保证任意拓扑结构变更后更新得到的断点集均为最小断点集。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于任意拓扑结构变更的最小断点集更新方法，包括下述步骤：

S1：当电网拓扑结构发生变更时，通过更新电网拓扑结构变更前的最小断点集中的终端断点获得变更后的保护集合；

S2：删除全网辐射线路，获得更新后的保护关联矩阵，并根据简单回路的变化特性获得新增的保护集合；

S3：以变更后的保护集合为整定起点进行整定计算并获得不能被整定的保护集合；

S4：将新增的保护集合与不能被整定的保护集合进行交集运算获得新增断点集合；

S5：将新增断点集合与变更后的保护集合进行并集运算获得拓扑变更后的断点集；

S6：选取变更后的保护集合中的非终端断点，以变更后的保护集合减去非终端断点后获得的集合为整定起点，进行整定计算并获得不能被整定的保护集合；

S7：判断不能被整定的保护集合是否为空，若不能被整定的保护集合为空集，则转步骤S8；否则，转步骤S9；

S8：非终端断点为冗余断点，将冗余断点添加进冗余断点集合中，并转步骤S9；

S9：判断x是否小于等于M，若是，则x=x+1，并转步骤S6；若否，转步骤S10；x为1，2，……M；M为变更后的保护集合包含的非终端断点的数目，M为整数；

S10：将拓扑变更后的断点集减去冗余断点集获得更新后的最小断点集。

更进一步地，在步骤S2中，所述简单回路的变化特性包括：

线路投入后简单回路的数量会增加，不会改变电网中原有的简单回路，每个新增的简单回路必包含投入线路上的一个保护；

线路退出后简单回路的数量会减少，不会改变其它的简单回路，每个减少的简单回路必包含退出线路上的一个保护；

母联开关断开后既会新增简单回路也会减少部分原有的简单回路，每个增加的简单回路或每个减少的简单回路必包含位于断开母联开关所在母线侧的一个线路保护；

母联开关闭合后既会新增简单回路也会减少部分原有的简单回路，每个增加的简单回路或每个减少的简单回路必包含位于闭合母联开关所在母线侧的一个线路保护。

更进一步地，步骤S3包括：

S31：删除更新后的保护关联矩阵中变更后的保护集合包含的所有保护对应的行和列；

S32：判断删除后的保护关联矩阵中是否存在全零行，若是，则进一步删除保护关联矩阵中所有全零行对应的行和列并转入步骤S33；若否，则转到S34；