【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統狀態評估及安全保護控制，具體為一種極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法。
技術介紹
1、隨著新型電力系統的快速發展，國內的發電裝機容量與占比也在飛速提升。在新型電力系統中，主要變壓器系統(主變系統)起著至關重要的作用，能夠有效地轉換和傳輸信號，確保電力系統的高效運行。目前對于主變系統的過載安全問題，通常采用的保護策略是快速閉鎖后備保護，由穩控裝置實施切機、切負荷等緊急控制措施來消除過負荷。但現有的保護方法尚無法實時獲取主變系統的過載安全承受能力及其變化趨勢的準確信息，無法準確把握主變系統當前狀態偏離安全臨界值的程度與趨勢，以及判斷主變系統的安全耐受時間。
2、此外，現有的保護方法對主變系統的高不確定性和隨機性功率影響考慮不夠深入，僅通過單一確定的指標確定性方法表征過載安全，并未考慮機組處理、負荷不確定性以及環境溫度變化對主變系統過載運行帶來的影響，這樣勢必會影響主變系統過載安全評估結果的合理性，缺乏多維度不確定概率等方式量化主變系統過載安全及運行風險。因此，面向多指標量化表征主變系統過載安全的方法及保護策略還存在缺陷，如何在保證安全的前提下充分挖掘主變系統過載能力，提升主變系統的輸送能力和安全穩定運行，成為了本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術所解決的技術問題在于提供一種極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法以解決現有電力系統保護方法無法實時獲取主變系統的過載安全承受能力及其變化趨勢的準確信息，
2、本專利技術提供的基礎方案：極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，包括步驟：
3、s1：采集主變系統允許運行電流值和最高允許運行溫度；
4、s2：實時采集主變系統電流值和氣象環境參數集合，根據實時采集的電流值判斷是否發生重載情況；若未滿足重載狀態判據，則繼續執行s2，若滿足重載狀態判據，則表明主變系統進入重載情況，執行s3；
5、s3：根據實時采集的電流值計算過載距離值，向調控中心發送重載告警信號和過載距離值；根據實時電流值判斷主變系統是否發生過載情況；若未滿足過載狀態判據，則繼續執行s2，若滿足過載狀態判據，則表明主變系統進入過載情況，執行s4；
6、s4：根據主變系統的電熱耦合特性，建立電流-溫度映射關系計算式，計算過載主變系統短時允許過載時間；
7、s5：根據主變系統過載安全的量化表征指標計算式，計算包括主變系統運行溫度、故障率、絕緣劣化概率和絕緣失效概率在內的四項指標；
8、s6：根據計算的各指標值判斷主變系統是否超過過載安全邊界；若未超出過載安全邊界，則繼續執行s2，若超出過載安全邊界，則表明主變系統進入過載緊急情況，執行s7；
9、s7：主變系統進入過載緊急情況，計算功率減載量，向調控中心發送出力減載信號；
10、s8：根據主變系統運行溫度值和過載時間綜合判斷主變系統是否超出耐受極限；若未滿足耐受極限狀態判據，則繼續執行s2，若滿足耐受極限狀態判據，則表明主變系統超出耐受極限，執行s9；
11、s9：向主變系統斷路器和調控中心分別發送跳閘信號，主動保護動作切除過載主變系統，避免因超出耐受極限的過載而損壞主變系統，結束工作。
12、進一步，所述s2中的氣象環境參數集合sc包括：主變系統環境溫度θe、主變系統穩態運行頂層油溫θoilr和主變系統穩態運行熱點溫度θhotr。
13、進一步，所述s2中重載狀態判據為：
14、ic>ialert,ialert＝αicmax
15、式中，ic為實時電流值；ialert為主變系統重載電流閾值；α為重載可靠系數；icmax為允許運行電流值。
16、進一步，所述s3中，過載距離值icd＝ic-ialert；過載狀態判據為：ic>icmax。
17、進一步，所述s4中，電流-溫度映射關系式為：
18、
19、式中，θoil和θhot分別為主變系統穩態運行頂層油溫和穩態運行熱點溫度；θra和θhotrb分別為主變系統過載前和過載后的穩態熱點溫度值；k為主變系統的負載值，也即實時電流值與額定電流值的比值；τoil和τw分別為主變系統絕緣油和繞組的時間常數；n和m分別為主變系統絕緣油和繞組熱傳遞非線性常數系數；q為主變系統額定電流運行工況下負載損耗與空載損耗的比值；
20、主變系統的短時允許過載時間tequ的計算包括：
21、
22、式中，τequ為主變系統的等效時間常數；θcmax為最高允許運行溫度；cequ為主變系統的等效熱熔值；requ為主變系統從內部到外部傳熱路徑的等值熱阻。
23、進一步，所述s5量化表征指標計算式中：
24、主變系統運行溫度包括頂層油溫θoil(t)和熱點溫度θhot(t)，通過所述電流-溫度映射關系式計算獲得；
25、主變系統故障率pcf(t)計算式包括：
26、
27、式中，β為威布爾分布形狀參數；δ為經驗參數；t為時間；θcset為主變系統額定工況下穩態基準溫度；ts1和tequ分別為過載前主變系統已經服役的等效時間和過載后短時內等效繼續運行時間；
28、主變系統劣化概率hidp和主變系統絕緣失效概率hifp計算式分別為：
29、hidp＝p(θc>θcset)＝sidp/m
30、hifp＝p(θc>θcmax)＝sifp/m
31、式中，sidp為主變系統在過載等效時間段內出現絕緣老化加速或絕緣進一步惡劣的頻次；sifp為主變系統在過載等效時間段內出現因絕緣問題導致主變系統失效停運的頻次；m為狀態抽樣總次數。
32、進一步，所述s6中過載安全邊界xcmax為：
33、xcmax＝{θcmax,pcfmax,hidpmax,hifpmax}
34、式中，θcmax、pcfmax、hidpmax、hifpmax分別為主變系統運行溫度θc、故障率pcf、絕緣劣化概率hidp和絕緣失效概率hifp四項指標的上限邊界值，構成主變系統過載安全邊界。
35、進一步，所述s7中功率減載量計算包括：
36、
37、式中，pcut為結合主變系統過載情況計算得到的功率減載量值，向調控中心發送此出力減載信號。
38、進一步，所述s8中主變系統過載耐受極限計算式為：
39、
40、ζ＝(v∩μ)∪ω
41、式中，v、μ、ω、ζ均為邏輯狀態變量；當v和μ變量均為1，或ω變量為1時，ζ變量賦值為1，即滿足主變系統過載耐受極限判據。
42、進一步，所述s8中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：所述S2中的氣象環境參數集合SC包括：主變系統環境溫度θe、主變系統穩態運行頂層油溫θoilR和主變系統穩態運行熱點溫度θhotR。
3.根據權利要求2所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，所述S2中重載狀態判據為：
4.根據權利要求3所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：所述S3中，過載距離值Icd＝Ic-Ialert；過載狀態判據為：Ic>Icmax。
5.根據權利要求4所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，所述S4中，電流-溫度映射關系式為：
6.根據權利要求5所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：所述S5量化表征指標計算式中：
7.根據權利要求6所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其
8.根據權利要求7所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：所述S7中功率減載量計算包括：
9.根據權利要求8所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：進一步，所述S8中主變系統過載耐受極限計算式為：
10.根據權利要求9所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，所述S8中還包括：當過載耐受極限表示主變系統過載狀態持續，且前述功率減載方式也未能達到要求，在主變系統運行溫度到達最高允許運行溫度時，或耐受時間達到允許的時間，主動保護切除過載的主變系統，防止主變系統因溫度過高而燒毀。
...【技術特征摘要】
1.極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：所述s2中的氣象環境參數集合sc包括：主變系統環境溫度θe、主變系統穩態運行頂層油溫θoilr和主變系統穩態運行熱點溫度θhotr。
3.根據權利要求2所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，所述s2中重載狀態判據為：
4.根據權利要求3所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于：所述s3中，過載距離值icd＝ic-ialert；過載狀態判據為：ic>icmax。
5.根據權利要求4所述的極端高溫下多指標量化過載安全的主變系統主動保護方法，其特征在于，所述s4中，電流-溫度映射關系式為：
6.根據權利要求5所述的極端高溫下多指...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李宗隆，楊樹茂，宋道軍，唐娟，鄭昊靈，胡劍，唐超，胡東，
申請(專利權)人：國網重慶市電力公司璧山供電分公司，
類型：發明
國別省市：
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