基于机理描述的微机距离保护动态特性仿真研究

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1、摘要摘要随着信息技术的快速发展，数字仿真技术在电力系统中得到越来越广泛的应用，并深入地应用到继电保护研究和分析中。本文提出的基于机理描述的继电保护动态特性数字仿真是电力系统继电保护数字仿真的一个新的发展方向，它能通过故障录波数据模拟保护装置内部各元件的连锁动作过程，并能描述各保护算法的动作特性，于是能为继电保护的设计和分析提供有力的支持。有别于以往的继电保护数字仿真方法，本文介绍的基于机理描述的继电保护动态特性仿真是实际保护装置在微机上的再现，是以实际装置的实现算法为基础的，因此它将突破以往静态

2、仿真的局限，并在一定程度上代替原有的继电保护动模试验，成为故障分析和继保测试的重要手段。继电保护动态特性数字仿真是以对继电保护内部机理描述为基础的。因此在功能的层次、实现层次、仿真模型和基本算法等几个方面，既要体现数据单元独立性能又要兼顾相互之间的交互性能。本文对面向对象的建模与面向对象方法学的抽象意义和具体应用进行了全面的阐述，把面向对象的思想贯穿全文，应用面向对象的思想对仿真的模型和算法的进行准确的描述。继电保护动态特性仿真各动作元件的动作最终可归结为各元件的具体的内部算法，各种算法各具特点

3、并具有一定的层次关系。本文重点介绍了几种主要的基本算法，并根据面向对象编程的思想，对实际保护算法的计算机实现进行了详细的分析。距离保护元件的算法的动作特性描述是继保动态特性仿真的重要部分，是继保测试和故障分析的有效手段。本文提出采用图形化方法描述实际距离保护的算法动作特性的方法。通过对实现算法进行一定的简化和处理，可将动作方程还原为算法的的基本原理，并通过直观的动作特性曲线进行描述的实现方法。动态特性仿真必须反映保护内部时序行为，这可采用保护逻辑框图描述。本文提出了“保护元件内部算法一一对应的保

4、护元件图形一一保护逻辑框图所反映的二次拓扑关系”的层次结构，沟通了原理图形、抽象等值网络和仿真模型的联系，可精确的反映保护从起动到出口的一系列的连锁反应，直观的表现各保护元件的先后动作关系，有利于故障分析及装置的设计。依据本文提出的实现思想，设计了以实际保护算法为基础的开放的继电保护动态特性仿真平台，并基于该仿真平台建立了基于电网实际运行场景的继电保护装置运行特性分析系统。关键词：继电保护：机理描述；动态特性仿真；面向对象；数字滤波华南理工大学硕士学位论文ABSTRACTAlongwithdev

5、elopmentofinformationtechnology，digitalsimulationhasbeenwidelyappliedinelectricpowersystem，andgodeepintotheapplicationoftheresearchandanalysisofrelayingprotection．Digitalsimulationofdynamicperformanceofprotectiverelayingdevicesbasedonthedescriptionof

6、themechanismwhichisaresearchdirectioninthedigitalsimulationfieldofrelayingprotectionofpowersystemsispresentedinthispaper，itcansimulatedetailedstructureofanykindofprotectiverelayingdeviceandtestitwithrealfaultcurrentsandvoltagesrecordedbythefaultrecor

7、der，SOitcallgiveapotentsupporttothedesign，validationandanalysisofrelayprotection．Anewsimulationmethodintroducedinthispaper，whichcansimulatestherealrelayaccuratelyinthecomputerisquitedifferentfromtheothersimulationmethodinthedigitalsimulationfieldofre

8、layingprotection．Thismethodisbasedonthesimulationoftheactualalgorithmoftheprotectiverelayingdevice，thereforewillnotberestrictedbythelocalizationofthestablestatesimulationandcanreplacethetestontherealprotectiverelayingdevicetoacertaindegree．Soitwillbe