预防连锁跳闸的关键线路后备保护与紧急控制策略研究

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1、预防连锁跳闸的关键线路后备保护与紧急控制策略研现代互联电网中输电线路数量众多，针对所有线路实施预防连锁跳闸的后备保护与紧急控制策略，既不必要也不现实。本文提出一种基于电网牛存性评估的关键线路识别方法，冇效识别支撑电网安全稳泄运行的关键线路，为有针对性地实施预防连锁跳闸的后备保护和紧急控制策略提供指导。【关键词】连锁跳闸后备保护紧急控制策略1引言关键线路的持续可靠运行，对维持电网安全运行和避免连锁跳闸导致的大面积停电事故具有重要作用。论文将广域信息引入后备保护，针对位于电网功率传输和网架结构枢纽位置的关键线路，研究提出防御潮流转移过负荷连锁跳闸的后备保护和紧急

2、控制策略。2预防连锁跳闸的后备保护动作策略2.1预防连锁跳闸的后备保护概述当电网关键线路发生潮流转移过负荷时，需耍可靠避免其后备保护的过负荷跳闸，维持电网关键拓扑结构的完整，为进一步实施消除潮流转移过负荷的紧急控制策略提供前提。上述后备保护动作策略的关键在于可靠区分电网短路故障与潮流转移引起的后备保护动作，进而可靠避免后备保护过负荷跳闸的同时，为潮流转移紧急控制策略的快速启动提供依据。电网支路相继切除事件通常包括两个部分：电网初始短路切除事件和继发的潮流转移过负荷连锁跳闸事件。与继发的潮流转移过负荷连锁跳闸事件相比，初始短路切除事件的发生概率较大，而涉及的电

3、网支路切除数较少，相应的预想事故集规模较小。首先，以预防电网初始短路切除事件直接引发后备保护过负荷跳闸为H标，提出了后备保护的自适应调整策略，给出了自适应调整策略的启发式搜索方法和实现逻辑。其次，针对自适应调整策略失配的情形，进一步根据相邻和次相邻变电站的继电保护动作信息，提出了后备保护的过负荷跳闸闭锁策略，给出了策略的实现依据和程序流程。2.2后备保护的自适应调整策略2.2.1自适应调整策略的数学模型后备保护过负荷跳闸通常源于电网支路切除事件(如：重负荷线路故障切除等)引发的潮流转移。如果以避免电网初始支路切除事件直接导致后备保护过负荷跳闸为目标，对保护动

4、作特性进行相应调整。那么，就可在事故发展初期，有效切断后备保护过负荷连锁跳闸路径，预防连锁事故的发生。以电网中后备保护K为例，为避免初始支路切除事件直接导致该后备保护K发生过负荷跳闸，保护K需要躲过的最小负荷阻抗Zmin(K)和最大负荷阻抗/Omax(K)如下。式中，C表示电网初始支路切除事件集。Zload(K,I),load(K,I)和Mrelay(K,I)分别表示初始支路切除事件i^C发生时，后备保护K安装处的线路负荷阻抗、负荷阻抗角以及后备保护K测量阻抗与其动作边界间的相对距离。Mrelay(K,I)<0,表示根据导致后备保护K发生过负荷跳闸的初始支路

5、切除事件,确定Zmin(K)和^max(K)。电网的初始支路切除事件通常包括原发性支路短路切除事件及其诱发的继电保护隐藏故障跳闸事件。另外，在初始支路切除事件发生前，还可能存在线路的正常检修停运事件。为有效预防初始支路切除事件导致的后备保护过负荷跳闸，本文按N-1准则同时考虑上述支路切除情形，即认为在初始支路切除事件集合C中，每个支路切除事件的最大支路切除数阈值rth为3。按上述原则，一种典型的初始支路切除事件可描述如下：单一线路检修停运方式下，某条运行线路发生短路故障被切除的同时，其邻近某条线路因继电保护隐藏故障暴发而退出运行。当电网规模较小时，采用枚举全

6、部初始支路切除事件的方法，可以快速完成上述动作特性自适应调整策略的形成。但是，当电网规模较大时，初始支路切除事件集合C的规模将急剧增加，上述方法难以保证调整策略的快速形成。针对这一问题，本文将上述Zmin(K)和^max(K)的搜索转化为一个优化问题，通过启发式搜索方法进行快速求解，有效避免枚举全部初始支路切除事件带来的计算量，实现调整策略的快速形成。2.2.2自适应调整策略的实现逻辑为了在预防后备保护过负荷跳闸的同时，保证后备保护切除区内短路故障?能力，提出了自适应调整策略的实现逻辑。其中，I2K为保护K安装处测量得到的负序电流，I2th为设定阈值，其设定

7、原则为可靠躲过潮流转移过负荷时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流，木文将阈值T2th取为10%的线路热稳定极限电流。为了保证后备保护切除区内三相短路故障的能力，阈值4th取为60。oKkl和KK2为可靠系数，分别取值为0.9和1.Io3预防连锁跳闸的紧急控制策略关键线路发生潮流转移过负荷时，不仅应可靠避免其后备保护过负荷跳闸，还应该在线路过负荷允许运行时间内，迅速实施切机、切负荷控制措施，消除关键线路的潮流转移过负荷，使电网恢复到安全运行状态。以过负荷关键线路及其潮流转移路径集为控制对象，提出了一种基于灵敏度方法的潮流转移过负荷紧急控制策略。首先，基于局部网

8、络分析，推导了支路传输功率与母线注入功率间灵敏度的快