一种降低相间距离保护全局动作时间的方法
【专利摘要】本发明公开了一种降低相间距离保护全局动作时间的方法，包括构建相间距离保护全局优化模型；根据约束条件将定值解平面划分成2J(J?K+4)个约束区间；对各个约束区间进行二进制编码处理，获得所有相间距离保护所对应的二进制编码组成的二进制串；采用适应度公式对目标函数的每一组解进行适应度评价指标计算，获得每一组解的适应度；并根据适应度大小对各组解进行排序，并获得一群进化解；对该群进化解进行交叉操作和变异操作获得下一代解；并确定适应度值最高的一组解作为全局较优的保护定值。本发明具有计算规模小，计算效率高，结果精度高，能够获得更优的全局保护定值，降低相间距离时限保护全局动作时间，提高保护的整体性能的优点。
【专利说明】一种降低相间距离保护全局动作时间的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交流输电系统的继电保护【技术领域】，更具体地，涉及一种降低相间距离保护全局动作时间的方法。
【背景技术】
[0002]一直以来，继电保护整定计算采用了逐级配合的整定方法，即保护仅与相邻保护逐个进行配合，确定多个整定结果，从中选取最严重的数值作为最终保护定值。对于相间距离保护，保护定值包括动作定值和时间定值。这一整定方法实现简单，在人工整定时期及现有整定计算软件中都得到了广泛的应用。然而，这种整定方法没有综合考虑保护定值间的相互影响，很难获得整体保护性能最优的保护定值。
[0003]随着电网的不断发展和电力工业的逐步市场化，在整定计算自动化软件的支持下，整定计算工作人员已经不再满足于快速地计算出保护定值，而将工作重点转移到了如何获得一套满足用户期望的、保证整体性能最优的保护定值上来。
[0004]目前绝大多数的优化研究集中在反时限保护的全局优化上，如反时限过流保护的优化、定时限保护与反时限保护混合系统中反时限保护的优化等，而对于定时限保护的全局优化问题却一直很少涉及。这一方面是由于目前发达国家的保护系统主要以反时限保护为主，研究定时限保护全局优化不具有普遍性；另一方面是由于定时限保护动作曲线为不连续的阶跃式曲线，很难应用常规的优化技术。然而，在我国超高压电网中，定时限保护仍然是最主要的主后备保护之一，在电力安全生产运行中仍然起到了举足轻重的作用。相间距离保护是一种典型的定时限保护，在我国的超高压电网中广泛应用，是发生相间故障时的一种主要后备保护。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种降低相间距离保护全局动作时间的方法，其目的在于对相间距离保护定值进行全局优化，降低相间距离保护全局动作时间，提高保护性能；由此解决现有技术没有对相间距离保护定值进行全局优化而导致保护性能有待提高的技术问题。
[0006]本发明提供的降低相间距离保护全局动作时间的方法，包括下述步骤:
[0007](I)构建相间距离保护全局优化模型；所述相间距离保护全局优化模型包括优化目标函数和约束条件；
[0008](2)以延时段动作定值为水平轴，并以延时段动作时间为垂直轴构建定值解平面；根据所述约束条件将所述定值解平面划分成2J(J K+4)个约束区间J为相间距离保护延时段数目，K为相间距离保护配合的保护数目；
[0009](3)对各个约束区间进行二进制编码处理，获得所有相间距离保护所对应的二进制编码组成的二进制串，该二进制串表示该优化问题的一组解；
[0010](4)随机产生所述优化问题的一群初始解；[0011](5)采用适应度公式对目标函数的每一组解进行适应度评价指标计算，获得每一组解的适应度；并根据适应度大小对各组解进行排序，用适应度高的解替换适应度低于阈值的解，或者用适应度最高的NO个解替换适应度最低的NO个解，获得一群进化解；
[0012](6)对该群进化解进行交叉操作和变异操作获得下一代解；
[0013](7)重复步骤(5)、(6)，当解的最大适应度值保持一定迭代次数而不再上升，或者迭次数达到给定值后，终止寻优，确定适应度值最高的一组解作为全局较优的保护定值。
[0014]更进一步地，所述优化目标函数为:
【权利要求】
1.一种降低相间距离保护全局动作时间的方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)构建相间距离保护全局优化模型；所述相间距离保护全局优化模型包括优化目标函数和约束条件； (2)以延时段动作定值为水平轴，并以延时段动作时间为垂直轴构建定值解平面；根据所述约束条件将所述定值解平面划分成2J(J K+4)个约束区间J为相间距离保护延时段数目，K为相间距离保护配合的保护数目； (3)对各个约束区间进行二进制编码处理，获得所有相间距离保护所对应的二进制编码组成的二进制串，该二进制串表示该优化问题的一组解； (4)随机产生所述优化问题的一群初始解； (5)采用适应度公式对目标函数的每一组解进行适应度评价指标计算，获得每一组解的适应度；并根据适应度大小对各组解进行排序，用适应度高的解替换适应度低于阈值的解，或者用适应度最高的NO个解替换适应度最低的NO个解，获得一群进化解； (6)对该群进化解进行交叉操作和变异操作获得下一代解； (7)重复步骤(5)、(6)，当解的最大适应度值保持一定迭代次数而不再上升，或者迭次数达到给定值后，终止寻优，确定适应度值最高的一组解作为全局较优的保护定值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化目标函数为:
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括极差约束、潮流约束、灵敏度约束和选择性约束； 所述极差约束包括 ZiU)/ZiU-1) ≥Kjch (j), (J)-(J-1)≥ At, j=2,3, -,JZi(J)为相间距离保护i第j延时段的动作阻抗，tdj)为相间距离保护i第j延时段的动作时间，Zi(J-1)为相间距离保护i第(j_l)延时段的动作阻抗，tjj-l)为相间距离保护i第(j-1)延时段的动作时间，K_(j)为相间距离保护i第j延时段的定值级差要求，At为相间距离保护i第j延时段的时间级差要求； 所述潮流约束包括Zi (j) ( Ziloadfflax ；Ziloadfflax为相间距离保护i所在线路上流过最大负荷电流时测量到的最小负荷阻抗； 所述灵敏度约束包括ZiU) ^Klm(J) -Zimax(J) ；Zimax(j)为相间距离保护i第j延时段保护范围内的最大测量阻抗；Klm(j)为相间距离保护i第j延时段的灵敏性要求； 所述选择性约束包括 Zb(j) ( Zxl+KzZm(j ' )，Zb(j)≥ Zxl+KzZm(j ' -1)；tb(j)>tm(j' ) + At，j=l，2，-, J, =1,2,…J;Zb(j)为后备保护第 j 延时段的动作阻抗，tb(j)为后备保护第j延时段的动作时间，Zm(j')为主保护第j'延时段的动作阻抗，tm(j')为主保护第j'延时段的动作时间，Zm(j' -1)为主保护第(j' -1)延时段的动作阻抗，Kz为主后备保护间的助增系数；At为时间级差。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述适应度公式为
【文档编号】H02H7/26GK103683226SQ201310646077
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】张安龙, 李银红, 罗深增, 王秀菊, 黄福全 申请人:深圳供电局有限公司, 华中科技大学