[发明专利]一种考虑通信约束的区域保护分区方法

说明书

一种考虑通信约束的区域保护分区方法，该方法面向区域保护速动性和可靠性的技术要求，考虑影响子站与主站通信最大的跳数因素，并结合分区域的均衡性，基于Floyd最短路径算法提出一种排列组合择优法的区域保护主站选取模型；进一步根据影响区域性保护通信时延多因素指标建立子站划分模型。在子站划分过程中，结合图论技术，考虑区域保护通信网络拓扑关系及长度、带宽等网络参数的影响，对子站进行合理分配。然后就分区域形成后预设区域内N‑1信道故障，分析其子站通信迂回过程中，考虑通信延时的影响，对分区域策略进一步实现修正与补充。有效克服传统方法需要大量人工判断及指定的不足，实现分区的区域均衡性，且区域内通信时延较短。

技术领域

本发明属于电力系统中继电保护领域，是一种考虑通信约束的区域保护分区方法。

背景技术

传统后备保护通过就地信息进行跳闸决策，存在整定与配合困难、大规模潮流转移时易误动等不足。随着通信技术的发展，诸如站域保护、广域保护等集合区域电网多源信息进行决策的区域性保护因解决了传统后备保护的不足而得到广泛研究。这类保护系统存在一个共同特点，即对广域大电网合理划分区域，分区域内分别设置区域决策中心，其中心依据通信技术和通信基础，收集区域内多源信息，实现就地保护装置的在线整定或者基于多信息故障判别原理实现区域故障后保护判别与跳闸。从原理可知，区域性保护区域划分的合适与否，直接决定了多源信息能否快速、准确地传输至区域决策中心，进而决定了区域性保护的速动性和可靠性。因此，对广域大电网进行合理的分区对实现区域性保护具有重大且实际的意义。

目前，已有很多学者提出了一些区域性保护分区思想和实现技术，其研究方法主要是依据电网电气拓扑、变电站地理位置或者保护原理，按区域有限元或网格式进行区域划分，鲜有考虑到通信系统参数及数据传输对于区域性保护实时性的要求。已有的一种分区方法先选定初始中心站，以指定半径划分一个有限元区域。在有限元区域外再根据主站选取原则确定其他主站，以此类推，将所有站点进行区域划分(尹项根，汪旸，张哲。适应智能电网的有限广域继电保护分区与跳闸策略[J]。中国电机工程学报，2010(07)：1-7)。另一种分区方法基于邻接矩阵利用最短路径搜索方法确定区域边界。以边界子站为起点，采用模糊综合评价法确定下一个中心站选址，重复搜索过程直至区域划分完毕(和敬涵，王紫琪，张大海。基于图论及模糊评价的广域后备保护分区方法[J]。电力自动化设备，2017(02)：75-82)。但从区域性保护的构成来讲，区域保护依赖于通信技术和通信基础，其保护分区应该进一步考虑通信约束的影响。

发明内容

本发明提出一种考虑通信约束的区域保护分区方法，基于区域性保护通信约束，综合考虑区域保护通信的实时性和均衡性，分别建立了主站选取模型和子站划分模型。在主站选取过程中，基于Floyd最短路径算法提出一种排列组合择优法进行主站选取。在子站划分过程中，结合图论技术，图论技术基本理论参照张先迪、李正良著《图论及其应用》，高等教育出版社，2005。考虑区域保护通信网络拓扑关系及长度、带宽等网络参数的影响，对子站进行合理分配。本发明提出的分区方法，能够克服传统方法需要大量人工判断及指定的不足，实现分区的区域均衡性，且区域内通信时延较短。

本发明采取的技术方案为：

一种考虑通信约束的区域保护分区方法，包括以下步骤：

步骤一：根据系统拓扑，结合图论技术构建能够表征系统连接情况的连接矩阵A如下所示；

步骤二：根据给定的主站个数，对主站的所有可能组合进行求解并储存主站组合的集合P；