考虑保护重要度计算环网方向保护配合最小断点集.pdf

第36卷第4期
四川电力技术
Vol36.No 4
2013年8月
Sichuan Electric Power Technology
Aug,,2013
考虑保护重要度计算环网方向保护配合最小断点集
江登笠,李运坤,周文越
(1.德阳电业局检修公司(检修试验),四川德阳618000;
2.四川大学电气信息学院,四川成都610065
摘要:在对复杂环网方向保护进行整定计算时,确定其最优配合顺序的核心步骤就是求解最小断点集(MBPS)。根
据保护主后备的依赖关系,建立了计算MBPS的数学模型,将整定过程用一系列矩阵运算表示,并加入到约東条件。
将保护重要度引入到目标函数中,利用人工峰群算法对模型进行求解,得到最优MBPS。通过算仞验证算法及模型的
有效性。
关键词;整定计算;最小断点集;巸合依赖关系;保护重要度;人工蜂群算法
Abstract: Determination of minimum break point set(MBPS )is the first step during setting and calculation of direction pro-
tection in a complex multi-loop network. A new model for directly obtaining MBPS is established through the coordination de
pendency relationship of primary and backup relay. The setting process is expressed through a series of matrix operation which
ecomes the constraint. The relay protection importance is introduced into the objective function, and artificial bee colony algo
rithm is used for solving the model and obtaining the optimal MBPS. At last, it verifies the validity of the proposed algorithm
and model by an example
Key words: setting calculation; minimum break point set(MBPS); coordination dependency relationship; relay protection
importance; artificial bee colony algorithm
中图分类号:TM773文献标志码:A文章编号:1003-6954(2013)04-0071-04
并作为约束条件引入MBPS的计算模型,然后通过
计算节点和线路电气介数得到保护重要度,并加入
目标函数中,通过人工蜂群算法对模型进行求解,最
计算最小断点集( minimum break point set,MB-后得到最优MBPS。
PS)是复杂环网方向保护整定计算第一个步骤。因
为,只有找到最小断点集,并在断点对应的保护安装1MBPS求解模型
处断开断点,使环网变为辐射型网络后,才可以顺利
地对整个环网进行整定计算。
形成保护有向图的节点邻接矩阵
近年来,计算MBPS的方法主要是基于图论的
图1(b)所示的有向图表示图1(a)所示的电网
方法!-』和基于保护配合依赖关系的方法3?。上的方向保护的配合依赖关系。图1(b)中的节点表
述文献提出的算法虽然可得到基数最小的多组MB-示相应编号的保护,有向边表示各个保护之间的配
PS,但无法确定最优的那组MBPS。文献[8]首次提合关系。例如,与节点6相邻的两条边指向节点4
出了多组同基MBS的选取方法,首先采用文献和2,则表示保护6需要与保护4和2配合,即保护
[6]提出的算法得到网络的多组MBPS,再考虑保护6是保护4和2的后备保护。
重要度选取最优的一组MBPS,需要两次计算,较为
图1所示的保护配合关系可以用有向图的节点
复杂,而且文献[6]的算法无法得到所有的MBPS,
邻接矩阵表示,A=(a)。其中A为n阶方阵,n为
因此所选取的MBPS并非是最优的MBPS。
保护的个数。如果保护是保护j的后备保护,则
首先参照文献[]提出的方法,根摒保护主后=1,否则为0。这样一来,就可求出图1的节点
备的依赖关系,将整定过程用一系列矩阵运算表示,邻接矩阵A。
第36卷第4期
四川电力技术
Vol36.No4
2013年8月
Sichuan Electric Power Technology
Aug.,2013
若对一个n维0-1向量X(X,A)=0,则X所表示
的集合为该电网的断点集
1.3保护重要度
综合考虑文献[9]、[10]、[11]提出的线路电气
介数和节点电气介数来判断保护的重要度。
1有向图表示保护配合关系
1.3.1线路电气介数
000110
B(m, n)
0,n
001000
式中,B(m,n)为线路(m,n)的电气介数;a(m,n
为在发电机一负荷节点(i,)上加单位电流源后,在
00000
线路(m,n)引起的电流;G、L分别为发电机节点和
000000
负荷节点的集合。
010
00
2.2节点电气介数
1,2利用保护配合关系判断断点集
B(n)=:。.a(a)
3)
在确定了电网的断点集后,在断点处将环网解式中,B(n)为节点电气介数:Ba(n)为发电机-负
开,环网就变成一个辐射网络。对于一个辐射网络,荷节点对n节点的电气介数。
其整定顺序是以终端线路保护作为保护整定起点,
然后根据保护配合关系,逐级往上整定,直到所有保
B: (n)=
l(m,n)l,n≠
4
护都被整定。现用n维向量表示断点集,n为电网
中保护的个数,X=[x1,2,…,xn],若保护j属于断式中,m为所有与节点a直接相连的节点。
点集,则等于0,否则为1。MBPS即为使x中所1.2.3节点电气介数
有元素之和最大的断点集。
定义保护重要度为与该保护相关的线路电气介
可以用以下方法表示全网保护的整定过程?,数与节点电气介数之和。
并通过这个过程判断n维向量x是否表示了电网
A()=B(
B
5
的一种断点集。
式中,A(j)为保护j的重要度。
步骤1:构造n维0-1向量X=[x,x2,
由于断点保护的整定不与其他保护配合,因此
],并根据保护主后备依赖关系确定保护配合有向断点保护不能完全保证其动作的选择性。为降低保
图的节点邻接矩阵A。
护误动、拒动的概率,在计算MBPS时应优先考虑保
步骤2:如果向量X=[x3,x2,…,x]中,x
护重要度之和较小的
则将A中的第j行置零。
1.3建立求解MBPS的數学模型
步骤3:按式(1)计算X+1。
通过1.1所陈述的算法可以判断一个n维向量
X+1=(Ax(X)
所表示
否
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