本發明屬于電力工程技術領域，涉及一種適用于智能配電網差動保護參數的網絡拓撲自適應方法。

背景技術：

隨著智能配電網技術的發展，實現配電網故障后故障的精確定位和隔離，是配電網智能自愈的內在要求。而線路電流差動保護原理簡單，使用電氣量少，保護范圍明確且無需逐級整定配合，動作速度快，可靠性高，能夠適應多端電源線路的故障精確定位。因此，在現有配網一次設備基礎上應用電流差動保護，并結合實際需求實現配網故障后的精確定位、故障隔離和快速恢復非故障區域的供電，是實現智能配電網自愈控制，縮短故障停電時間，提高配電網供電可靠性的重要技術手段。

應用于主網的傳統線路差動保護在投產時均固定為兩端或多端差動，若出現線路結構變化時亦需要工程人員對相關的各側保護從硬件、軟件及定值等各方面進行調整，涉及到的現場配置、調試的工作量和檢修時間均較長。與主網相比較，配電網設備和電網拓撲結構隨著用戶加入和配網建設，配網線路結構變動更加頻繁。傳統方式的線路差動保護應用于配電自動化現場，存在因配電網設備和網絡拓撲結構調整導致完成差動保護參數現場調整、調試工作量巨大，帶來的長時間停電維護與智能配網高可靠性要求相沖突，影響了線路差動保護在配電網實際工程中推廣應用。線路電流差動保護在配電網中的推廣應用，急需解決網絡拓撲變化后相關保護配置參數的網絡拓撲自適應問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：針對傳統線路電流差動應用于配電網中，因配電網模型變更頻繁導致線路差動參數修改、調試工作量大、工作時間長的問題，提供一種智能配電網差動保護參數網絡拓撲自適應方法，使用該方法既能實現網絡拓撲變更后線路差動參數的自動修改，以適應變更后的網絡拓撲，減少人工維護調整的工作量，同時又對現有配電自動化系統、配網終端和保護設備的影響最小。

線路電流差動保護網絡拓撲自適應是指，電網的網絡拓撲改變引起線路結構改變后，根據當前的線路結構自動生成相關保護設備的差動保護配置參數，配置參數自動更新到保護設備中以使差動保護功能自動與當前的網絡拓撲狀態相適應，減少了網絡拓撲變更后對保護配置參數人工修改調試的工作，提高了保護功能的工程應用性，有利于保護設備及應用的推廣。

本發明具體采用以下技術方案。

一種智能配電網差動保護網絡拓撲自適應方法，其特征在于：

通過檢測配電網模型變化，根據配電網模型變化生成差動保護網絡拓撲參數配置文件，并將差動保護網絡拓撲參數配置文件自動更新到保護設備中。

所述智能配電網差動保護網絡拓撲自適應方法包括以下步驟：

(1)檢測配電網網絡拓撲變化；

(2)分析網絡拓撲變化影響的保護設備；

(3)形成差動保護網絡拓撲參數配置文件；

(4)退出相應保護設備的差動保護功能；

(5)將差動保護網絡拓撲參數配置文件下發給相應保護設備；

(6)投入相應保護設備的差動保護功能；

(7)形成差動保護網絡拓撲參數配置文件更新日志。

本發明還進一步公開了以下優選技術方案：

在步驟(1)中，有兩種方式實現配電網網絡拓撲變化的檢測。一種是與配電網自動化系統的圖模導入工具配合，配電網模型在地理信息系統(GIS)系統、生產管理系統(PMS)中源端變化后，通過信息總線把模型變化的消息和變化后的配電網模型傳遞給配電網自動化系統的模型同步節點，經模型同步節點中的圖模導入工具處理后，形成配電網模型變化描述文件，實現配電網網絡拓撲變化檢測。另一種方式是定時掃描檢查配網自動化系統的實時模型庫，如果實時模型發生變化，配電網自動化系統形成配電網模型變化描述文件，以實現配電網網絡拓撲變化檢測。

在步驟(2)中，網絡拓撲變化主要包括：增刪一次設備、修改一次設備之間的連接關系，以及包括一次設備本身屬性的修改。網絡拓撲變化后會影響開關、線路一次設備。根據一次設備與保護設備、配網終端、故障指示器二次設備的對應關系，得到網絡拓撲變化后影響的保護設備。

在步驟(3)中，對于網絡拓撲變化后影響的一次設備和保護設備，根據保護網絡拓撲參數配置的格式要求，把配電網網絡拓撲轉換為差動保護網絡拓撲參數配置文件。

在步驟(4)中，將根據步驟(2)得到的受影響的保護設備的差動保護功能退出。

在步驟(5)中，差動保護網絡拓撲參數配置文件通過常規通信規約或WEB服務接口方式下發給相應的保護設備。

在步驟(7)中，更新下發的差動保護網絡拓撲配置參數，記錄差動保護網絡拓撲配置參數更新日志。

本發明的有益效果是：

(1)能夠大大減少配電網網拓撲變更后差動保護設備參數進行人工修改調試的工作量，促進差動保護設備配電網中的工程應用和大力推廣。

(2)對傳統線路電流差動保護設備和保護邏輯的影響小，目前的線路電流差動保護程序無需修改就可以應用于配電網中。

附圖說明

圖1為本發明的智能配電網差動保護參數網絡拓撲自適應方法流程圖；

圖2為初始差動保護配置示例；

圖3為網絡拓撲變化后的保護配置示例。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明的技術方案做進一步詳細說明。

如附圖1所示為本發明公開的智能配電網差動保護參數網絡拓撲自適應方法，所述差動保護參數網絡拓撲自適應方法包括以下步驟：

(1)檢測網絡拓撲變化，形成拓撲變化描述文件；

在步驟(1)中，有兩種方式實現配電網網絡拓撲變化的檢測。一種是與配電網自動化系統的圖模導入工具配合，配電網模型在地理信息系統(GIS)、生產管理系統(PMS)源端變化后，通過信息總線把變化后的配電網模型(變化后的配電網模型以饋線為單位進行描述，每條饋線生成一個對應的模型文件，模型文件格式符合CIME或CIMXML標準。)傳遞給配電網自動化系統的模型同步節點，信息總線把模型變化的消息和變化后的配電網模型傳遞給模型同步節點中的圖模導入工具，圖模導入工具處理完成后，形成配電網模型變化描述文件，實現配電網網絡拓撲變化檢測。另一種方式是配電自動化系統的差動保護網絡拓撲自適應服務器定時掃描檢查配網自動化系統的實時模型庫，如果實時模型庫中的模型發生變化，形成配電網模型變化描述文件，以實現配電網網絡拓撲變化檢測。

配電網模型變化描述文件以饋線為單位進行描述，模型變化變化的每條饋線對應生成兩個文件描述模型變化。一個文件是對變化前的模型的描述，另一個文件是對變化后的模型的描述。這兩個文件都只包含變化了的模型數據，新增的對象只存在于變化后的模型描述文件中，刪除的對象只存在于變化前的模型描述文件中，屬性修改的對象存在于這兩類文件中。這兩類文件的格式符合CIME或CIMXML標準。

(2)影響保護設備分析；

在步驟(1)形成的配電網網絡拓撲變化描述文件中，描述了開關、刀閘、饋線段、母線段、負荷這些配電網一次設備增刪改及其相互連接關系變化的情況，利用這些變化的一次設備，再根據一次設備與保護設備的對應關系，得到配電網網絡拓撲變化后影響的所有保護設備。

(3)形成差動保護參數配置文件；

保護裝置差動保護功能網絡拓撲參數只需要開關之間的連接信息，開關之間的連接信息是通過初始的配電網物理連接模型，合并開關之間的饋線段、母線段形成的，即把開關之間的饋線段、母線段進行合并，形成一個邏輯拓撲連接點，開關與開關之間通過邏輯拓撲連接點進行連接。差動保護網絡拓撲參數配置文件的內容包括：開關名稱、開關左側端點、開關左側邏輯拓撲連接點、開關右側端點、開關右側邏輯拓撲連接點、開關應用ID。

配電網模型變化后，步驟(1)得到了配電網模型變化描述和變化后的配電網模型，根據配電網模型變化描述和變化后的配電網模型，合并開關之間的饋線段、母線段形成邏輯拓撲連接點，形成開關之間的拓撲連接點，形成開關之間的連接關系，再根據差動保護網絡拓撲參數配置文件的格式要求，形成差動保護參數配置文件。參數配置文件的格式符合CIME或CIMXML標準。

(4)影響的保護設備退出差動保護功能；

對于步驟(2)分析得出的配電網模型變化影響的保護設備，通過執行遙控的方式，使影響的保護設備退出其差動保護功能。

(5)下發差動保護參數配置文件；

步驟(4)通過遙控把影響的保護設備差動保護功能退出后，步驟(3)形成的差動保護參數配置文件下發給受影響的保護設備。下發的方式采用WEBSERVICE、FTP、擴展104通信規約這三種之一，優選WEBSERVICE這種實現方式。

(6)影響的保護設備投入差動保護功能；

受影響的保護設備差動保護參數配置文件更新成功后，通過執行遙控的方式，使保護設備重新投入差動保護功能。

(7)記錄差動保護參數更新日志；

步驟(1)形成的配電網模型變化描述文件、步驟(2)分析得到的受影響的保護設備、步驟(3)形成的差動保護配置參數文件、步驟(4)、(5)、(6)對保護設備退出差動保護功能、更新的差動保護參數配置文件、投入差動保護功能。上述每一操作步驟形成的關鍵信息、相關操作都記錄到日志文件中，形成差動保護參數更新日志記錄，以方便差動保護動作后追溯差動保護參數更新日志，分析差動保護功能的正確性。

附圖2為一個具體的差動保護配置示例，由兩個變電站即變電站1和變電站2的兩條饋線組成的手拉手網絡。其中，CB1和CB2為兩條饋線的出線開關，FB1、FB2、FB3、FB4和FB5為饋線分段開關，LL1為饋線聯絡開關，P1、P2、P3、P4、P5和P6為保護設備，保護設備與開關的對應關系為(P1,FB1),(P2,FB2),(P3,FB3),(P4,FB4),(P5,LL1),(P6,FB6)。

附圖3是拓撲變化后的差動保護配置情況。即在FB2和FB3開關之間增加了一條分支線為負荷L1供電，因分支線增加的分支開關為FB6，FB6對應的保護設備為P7。

針對附圖2和附圖3所示的示例，本文發明的公開的智能配電網差動保護參數網絡拓撲自適應方法的具體實現步驟為：

(1)差動保護參數網絡拓撲自適應服務程序檢測到網絡拓撲發生變化，即在FB2和FB3開關之間增加了一條分支線為負荷L1供電，因分支線增加的分支開關為FB6，FB6對應的保護設備為P7。用開關之間的拓撲連接關系來描述網絡拓撲，LOB表示左側開關，ROB表示右側開關，(LOB；ROB)表示開關的左側開關和右側開關(多個左側開關或多個右側開關之間用逗號分開，左側開關和右側開關之間用分號分開)。配網開關初始拓撲連接關系為：

FB1兩側開關：(LOB；ROB)＝(CB1；FB2)

FB2兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB1；FB3)

FB3兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB2；FB4)

FB4兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB3；LL1)

LL1兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB4；FB5)

FB5兩側開關：(LOB；ROB)＝(LL1；CB2)

網絡拓撲變化后，配網開關之間的連接關系為：

FB1兩側開關：(LOB；ROB)＝(CB1；FB2)

FB2兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB1；FB3,FB6)

FB3兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB2,FB6；FB4)

FB4兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB3；LL1)

LL1兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB4；FB5)

FB5兩側開關：(LOB；ROB)＝(LL1；CB2)

FB6兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB2,FB3；)

形成的拓撲變化描述文件包含的內容為：

FB2兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB1；FB3,FB6)

FB3兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB2,FB6；FB4)

FB6兩側開關：(LOB；ROB)＝(FB2,FB3；)

(2)根據上面步驟分析出的網絡拓撲變化后影響的開關為FB2、FB3和FB6，再根據保護設備與開關的對應關系，分析出影響的保護設備為P2、P3和P7。

(3)根據差動保護參數配置文件的格式形成差動保護參數配置文件。差動保護配置參數文件的內容主要包括對應開關之間的連接關系。因保護設備P2、P3和P7對應的開關分別為FB2、FB3和FB6，其差動保護配置文件包含的主要內容分別是FB2、FB3和FB6兩側的開關。為增強配置文件的標準性和通用性，具體文件格式可以采用IEC61850的SCL文件的格式。

(4)退出影響的保護設備P2、P3和P7的差動保護功能。

(5)P2、P3和P7的差動保護功能配置文件分別下發到對應的保護設備。

(6)下發成功后，影響的保護設備P2、P3和P7的差動保護功能投入。

(7)記錄差動保護參數更新日志。日志內容主要包：更新日期、保護設備編號、保護設備名稱、生產廠家、配置文件名稱。

以上所述僅為用以解釋本發明的較佳實施例，并非企圖據以對本發明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創作精神下所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護的范疇。