[go: up one dir, main page]

RU2720710C1 - Method for relay protection of power facility - Google Patents

Method for relay protection of power facility Download PDF

Info

Publication number
RU2720710C1
RU2720710C1 RU2019138249A RU2019138249A RU2720710C1 RU 2720710 C1 RU2720710 C1 RU 2720710C1 RU 2019138249 A RU2019138249 A RU 2019138249A RU 2019138249 A RU2019138249 A RU 2019138249A RU 2720710 C1 RU2720710 C1 RU 2720710C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protection
relay protection
generalized
simulation
parameters
Prior art date
Application number
RU2019138249A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонидович Куликов
Дмитрий Игоревич Бездушный
Антон Алексеевич Лоскутов
Михаил Валерьевич Шарыгин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2019138249A priority Critical patent/RU2720710C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2720710C1 publication Critical patent/RU2720710C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/40Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to ratio of voltage and current

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electric power engineering.
SUBSTANCE: method for relay protection of a power facility is carried out by fixing counts of electrical values, converting counts to an intermediate value, converting intermediate values into metering, training of relay protection by measurements from simulation models and determination of characteristics of relay protection operation, intermediate values are formed at each step of observation of short-circuit mode and converted to current measurement of relay protection, training of protection is carried out by current measurements formed during simulation modeling. Results of the preliminary simulation modeling are added to the simulation modeling results storage unit, performing analogue-to-digital conversion of current and voltage signals with their subsequent digital filtration, as well as determination of parameters of currents and voltages in the form of intermediate values, based on the obtained intermediate values by their linear combination in the computing unit, generic measurement features are generated, which are supplied to the comparison circuits, the number of which is selected corresponding to the number of generalized measurement features, the second inputs of comparison circuits with the simulation modeling results storage unit are supplied with protection actuation parameters for each generalized feature, signals from the outputs of the comparison circuits are supplied to a logic unit in which, based on signals from the outputs of the comparison circuits, a protection actuation signal is generated depending on the need to ensure high reliability of operation or sensitivity of the relay protection device, generation of generalized features and protection actuation parameters supplied to comparison circuits, taking into account the protected power object functioning mode, therefore, when changing the mode with signals from the output of the simulation modeling results storage unit, calculating the generalized features in the computing unit and changing the protection operation parameters on the second inputs of the corresponding comparison circuits.
EFFECT: design of a method for relay protection of a power facility having high recognition capability of emergency modes, as well as high-speed and simple technical implementation.
1 cl, 7 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к релейной защите и автоматике (РЗА) электрических систем.The invention relates to the electric power industry, namely to relay protection and automation (RZA) of electrical systems.

Одно из направлений интеллектуализации связано с обучением релейной защиты. Известны способы релейной защиты, где обучение является существенным техническим признаком [например, Патент РФ №2316871, МПК H02H 3/40, 2006; Патент РФ №2316872, МПК H02H 3/40, 2006; Патент РФ №2404499, МПК Н02Н 3/40, 2009; Патент РФ №2450402, МПК H02H 3/40, 2010]. Обучение проводится с учителем, в роли которого выступает имитационная модель защищаемого объекта, воспроизводящая его режимы. Модель может модифицироваться применительно к типу режима. Принципиально различают два типа: контролируемые режимы (α-режимы), на которые защите надлежит реагировать, и альтернативные им режимы (β-режимы), при которых срабатывание защиты категорически запрещено.One of the areas of intellectualization is related to relay protection training. Known methods of relay protection, where training is an essential technical feature [for example, RF Patent No. 2316871, IPC H02H 3/40, 2006; RF patent No. 2316872, IPC H02H 3/40, 2006; RF patent No. 2404499, IPC Н02Н 3/40, 2009; RF patent No. 2450402, IPC H02H 3/40, 2010]. The training is conducted with a teacher, whose role is a simulation model of the protected object, reproducing its modes. The model can be modified in relation to the type of mode. Two types are fundamentally distinguished: controlled modes (α-modes) to which the protection must respond, and alternative modes (β-modes) in which the protection is strictly prohibited.

Например, в случае дистанционной защиты линии электропередачи к контролируемым режимам относятся короткие замыкания в зоне защиты, а к альтернативным - замыкания вне зоны, замыкания "за спиной", а также все неаварийные режимы.For example, in the case of remote protection of the power line, the controlled modes include short circuits in the protection zone, and alternative ones include short circuits outside the circuit, short circuits “behind”, as well as all non-emergency modes.

В технических решениях [например, Патент РФ №2316871, МПК H02H 3/40, 2006; Патент РФ №2316872, МПК H02H 3/40, 2006; Патент РФ №2404499, МПК Н02Н 3/40, 2009; Патент РФ №2450402, МПК H02H 3/40, 2010] предполагается, что РЗА является многомерной, то есть для ее функционирования привлекается одновременно несколько признаков, характеризующих аварийный режим и извлекаемых из соответствующих аварийных токов и напряжений. Одновременное использование нескольких признаков для распознавания аварийных режимов на фоне допустимых приводит к необходимости формирования сложных процедур принятия решения и снижению быстродействия РЗА.In technical solutions [for example, RF Patent No. 2316871, IPC H02H 3/40, 2006; RF patent No. 2316872, IPC H02H 3/40, 2006; RF patent No. 2404499, IPC Н02Н 3/40, 2009; RF patent No. 2450402, IPC H02H 3/40, 2010] it is assumed that the relay protection and automation device is multidimensional, that is, for its operation several features are involved that characterize the emergency mode and are extracted from the corresponding emergency currents and voltages. The simultaneous use of several features for recognition of emergency conditions against the background of permissible leads to the need to formulate complex decision-making procedures and reduce the performance of relay protection and automation devices.

Таким образом, недостатком известных способов релейной защиты является сложная процедура принятия решения при распознавании аварийных режимов и пониженное быстродействие РЗА.Thus, the disadvantage of the known methods of relay protection is the complex decision-making procedure for recognizing emergency conditions and the low speed of relay protection and automation.

Наиболее близким техническим решением является способ релейной защиты энергообъекта [Патент РФ № 2594361 МПК H02H 3/40, опубл. 20.08.2016, бюл. №23] с использованием его имитационных моделей в контролируемых режимах короткого замыкания и в альтернативных режимах путем фиксации отсчетов электрических величин, преобразования отсчетов в промежуточную величину, преобразования промежуточных величин в замер, обучения релейной защиты замерами от имитационных моделей и определения характеристики срабатывания на плоскости замера. Согласно предложения промежуточные величины формируют как текущие сигналы на каждом шаге наблюдения режима короткого замыкания, начиная с двух отсчетов каждой величины, текущие сигналы преобразуют в текущий замер релейной защиты, обучение защиты проводят текущими замерами на каждом шаге наблюдения и для каждого шага наблюдения определяют собственные характеристики срабатывания защиты.The closest technical solution is the method of relay protection of an energy object [RF Patent No. 2594361 IPC H02H 3/40, publ. 08/20/2016, bull. No. 23] using its simulation models in controlled short-circuit modes and in alternative modes by fixing samples of electrical quantities, converting samples to an intermediate value, converting intermediate values to measurement, training relay protection with measurements from simulation models and determining the response characteristics on the measurement plane. According to the proposal, intermediate values are formed as current signals at each step of observation of the short circuit mode, starting from two samples of each value, current signals are converted to the current measurement of relay protection, protection training is carried out by current measurements at each observation step, and for each observation step they determine their own response characteristics protection.

Недостатком способа релейной защиты энергообъекта является сложная процедура принятия решения при распознавании аварийных режимов и пониженное быстродействие.The disadvantage of the method of relay protection of an energy facility is a complex decision-making procedure for recognizing emergency conditions and reduced speed.

Еще раз отметим, что применение информационного подхода в РЗА сопровождается увеличением размерности признакового пространства и соответствующим усложнением процедуры принятия решений с учетом многомерных уставок [например, Лямец, Ю.Я. Многомерная релейная защита, Ч. 2. Анализ распознающей способности реле. / Ю.Я. Лямец, Г.С. Нудельман, Д.В. Зиновьев // Электричество. - 2009. - № 11. - C. 9-15.]. Причем, информативность, как отдельных параметров токов и напряжений, анализируемых защитой, так и их совокупности может быть различной. Цифровая РЗА позволяет формировать сложные алгоритмы с применением множества различных признаков распознавания и обладает, как правило, повышенной чувствительностью, но зачастую требует больших вычислительных затрат [например, Куликов, А.Л. Анализ реализаций информационного подхода в релейной защите / А.Л. Куликов, Д.И. Бездушный // Релейщик. - 2016. - № 2. - C. 28-33].Once again, we note that the application of the information approach in relay protection and automation equipment is accompanied by an increase in the dimension of the attribute space and a corresponding complication of the decision-making procedure taking into account multidimensional settings [for example, Lyamets, Yu.Ya. Multidimensional Relay Protection, Part 2. Relay Recognition Analysis. / Yu.Ya. Lyamets, G.S. Nudelman, D.V. Zinoviev // Electricity. - 2009. - No. 11. - C. 9-15.]. Moreover, the information content of both individual parameters of currents and voltages analyzed by the protection, and their combination can be different. Digital relay protection and automation technology allows you to create complex algorithms using many different recognition features and has, as a rule, increased sensitivity, but often requires large computational costs [for example, Kulikov, A.L. Analysis of the implementation of the information approach in relay protection / A.L. Kulikov, D.I. Soulless // Relay. - 2016. - No. 2. - C. 28-33].

Целесообразна разработка алгоритмов РЗА на основе обобщенных признаков, позволяющих реализовать процедуры принятия решений с учетом «сжатия информации» и требующих значительно меньших вычислений.It is advisable to develop relay protection and automation algorithms based on generalized features that make it possible to implement decision-making procedures taking into account "information compression" and requiring significantly less computation.

Одним из вариантов перехода к обобщенным признакам срабатывания РЗА является применение метода главных компонент. Метод главных компонент, также известный как разложение Карунена-Лоева - это один из методов понижения размерности пространства признаков, применяемый в задачах распознавания и регрессии [например, Дуда, Р. Распознавание образов и анализ сцен : Пер. с англ. Г.Г. Вайнштейна и А.М. Васильковского под ред. В.Л. Стефанюка / Р. Дуда, П. Харт. - М.: Мир, 1976. - 511 c].One of the options for the transition to generalized signs of relay protection and relay protection is the application of the principal component method. The method of principal components, also known as the Karunen-Loev decomposition, is one of the methods for reducing the dimension of a feature space used in recognition and regression problems [for example, Duda, R. Pattern recognition and scene analysis: Per. from English G.G. Weinstein and A.M. Vasilkovsky, ed. V.L. Stefanyuk / R. Duda, P. Hart. - M .: Mir, 1976. - 511 c].

Преобразование Карунена-Лоева является целесообразным к использованию в задачах распознавания, поскольку позволяет отказаться от сложных многомерных алгоритмов классификации и ввести единственный обобщенный признак или пространство признаков, имеющее существенно меньшую размерность, чем исходная обучающая выборка.The Karunen-Loev transformation is suitable for use in recognition problems, since it allows you to abandon complex multidimensional classification algorithms and introduce a single generalized attribute or attribute space that has a significantly smaller dimension than the original training sample.

Применительно к РЗА электроэнергетических объектов переход к обобщенным признакам предполагает накопление статистики по выбранным для измерения параметрам токов и напряжений с последующим анализом и отбором на основе метода главных компонент наиболее информативных признаков, достаточных для реализации процедуры распознавания. В частности, можно использовать лишь первую главную компоненту и построить на ее основе одномерную релейную защиту. Такая защита будет иметь максимально простую реализацию, с точки зрения вычислений. Достаточно лишь сравнивать с уставкой линейную комбинацию первичных признаков.In relation to relay protection and automation of electric power facilities, the transition to generalized signs involves the accumulation of statistics on the parameters of currents and voltages selected for measurement, followed by analysis and selection, based on the main component method, of the most informative signs sufficient to implement the recognition procedure. In particular, you can use only the first main component and build on its basis a one-dimensional relay protection. Such protection will have the simplest implementation, from the point of view of calculations. It is enough to compare with the setpoint a linear combination of primary features.

Для иллюстрации предложенного подхода рассмотрим вариант исполнения РЗА участка сети (фиг. 1) с применением одномерного обобщенного признака. Предположим, что задача РЗА состоит в отключении междуфазных коротких замыканий на линии ω1. При этом параллельная линия ω2 не входит в зону действия защиты линии ω1, поэтому должна быть обеспечена соответствующая отстройка защиты от коротких замыканий на ω2.To illustrate the proposed approach, we consider the embodiment of the relay protection and automation section of the network (Fig. 1) using a one-dimensional generalized feature. Suppose that the task of relay protection and control devices is to disconnect interphase short circuits on the ω1 line. In this case, the parallel line ω2 is not included in the coverage area of the line ω1, therefore, an appropriate detuning of protection against short circuits on ω2 must be provided.

Как и для любого метода распознавания, основанного на имитационном моделировании, для построения РЗА на основе метода главных компонент необходимо получить требуемый статистический набор для значений первичных признаков, отражающих реальное поведение моделируемого объекта в различных режимах. При этом, как правило, используется метод Монте-Карло, заключающийся в многократной реализации модели исследуемого процесса с параметрами, сгенерированными случайно из заранее заданных диапазонов. В частности, такие параметры схемы замещения, как эквивалентные ЭДС и сопротивления систем изменяются во времени, поэтому, при моделировании, вместо конкретных значений следует задаться возможными диапазонами изменения указанных величин. Дополнительно, место короткого замыкания зададим относительной случайной величиной, изменяющейся в диапазоне от 0 до 1. Нулю соответствует КЗ в самом начале линии, а единице - в конце линии. Считаем, что сопротивления линий неизменными и их значения однозначно определены. Постоянные и переменные параметры схемы замещения приведены в табл. 1 и 2.As with any recognition method based on simulation modeling, to construct a relay protection based on the principal component method, it is necessary to obtain the required statistical set for the values of the primary features that reflect the actual behavior of the modeled object in various modes. In this case, as a rule, the Monte Carlo method is used, which consists in the multiple implementation of the model of the process under study with parameters generated randomly from predetermined ranges. In particular, such equivalent circuit parameters as equivalent EMF and system resistances change over time, therefore, when modeling, instead of specific values, one should set the possible ranges of variation of the indicated values. Additionally, we define the place of the short circuit as a relative random variable that varies in the range from 0 to 1. Zero corresponds to a fault at the very beginning of the line, and one corresponds to the end of the line. We believe that the line resistances are unchanged and their values are uniquely determined. Constant and variable parameters of the equivalent circuit are given in table. 1 and 2.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Каждый эксперимент для получения обучающей выборки начинается с генерации переменных параметров схемы замещения. Для этого используется генератор случайных чисел, формирующий случайные независимые друг от друга значения, имеющие равномерное распределение внутри заданных диапазонов. После того, как получены все параметры для текущего эксперимента, производится расчет путем составления и последующего решения системы контурных уравнений, определяющих анализируемую схему замещения. Решение системы уравнений в виде совокупности токов в ветвях и напряжения в узлах схемы позволяет получить значения первичных признаков с последующим формированием обобщенного признака.Each experiment to obtain a training sample begins with the generation of variable parameters of the equivalent circuit. For this, a random number generator is used that generates random values independent of each other and having a uniform distribution within given ranges. After all parameters for the current experiment are obtained, the calculation is made by compiling and then solving the system of contour equations that determine the analyzed equivalent circuit. The solution of the system of equations in the form of a set of currents in the branches and voltages in the nodes of the circuit allows us to obtain the values of primary signs with the subsequent formation of a generalized sign.

Результаты моделирования схемы замещения (фиг. 1) представлены на фиг. 2.а и позволяют анализировать изменение действующего значения тока короткого замыкания Ia при повреждении на защищаемой и параллельной (обозначены различным фоном) линии в зависимости от удаления точки короткого замыкания. Для наглядности на фиг. 2.а показаны только двухфазные короткие замыкания между фазами A и B.The simulation results of the equivalent circuit (FIG. 1) are presented in FIG. 2.a and they allow you to analyze the change in the effective value of the short-circuit current Ia in case of damage on the protected and parallel (indicated by different background) lines, depending on the removal of the short-circuit point. For clarity, in FIG. 2.a shows only two-phase short circuits between phases A and B.

Для обеспечения селективности алгоритм цифровой РЗА не должен допускать срабатывания защиты при КЗ на параллельной линии. Анализ гистограммы распределения токов f(Ia) (фиг. 2.б) показывает, что при использовании величины тока поврежденной фазы в качестве распознающего признака с учетом отстройки уставки от максимального тока КЗ на шинах ПС Б большая часть коротких замыканий на линии ω1 не попадает в область срабатывания. Точный расчет показывает, что защита, выполненная таким образом, будет обеспечивать отключение лишь 40,85% всех КЗ на линии ω1.To ensure selectivity, the digital RPA algorithm must not allow protection to be activated during short circuit on a parallel line. Analysis of the histogram of the distribution of currents f (Ia) (Fig. 2.b) shows that when using the value of the current of the damaged phase as a recognizing sign, taking into account the detuning of the setpoint from the maximum short-circuit current on the buses of the substation B, most of the short circuits on the line ω1 do not fall into response area. An accurate calculation shows that the protection performed in this way will ensure that only 40.85% of all faults on the ω1 line are switched off.

Приблизительно такой же процент отключений можно обеспечить, если вместо тока Ia использовать величину активной мощности поврежденной фазы Pa, измеренной в месте установки защиты (фиг. 2.в,г).Применение в качестве признака активной мощности позволяет распознавать 44,9 % от общего числа коротких замыканий. Очевидно, что использование аналогичных параметров фазы B (Ib и Pb) приведет к аналогичным результатам.Approximately the same percentage of trips can be achieved if, instead of current Ia , the value of the active power of the damaged phase Pa , measured at the place of installation of the protection (Fig. 2.c, d) is used. short circuits. Obviously, the use of similar parameters of phase B ( Ib and Pb ) will lead to similar results.

Однако, объединив все четыре признака (Ia, Ib, Pa, Pb) в единое четырехмерное пространство и выделив в нем первую главную компоненту, можно добиться значительного увеличения качества распознавания режимов. Процедуру реализации такого алгоритма релейной защиты целесообразно разделить на несколько этапов: формирование обучающей выборки; центрирование и нормирование обучающей выборки; получение корреляционной матрицы; расчет собственных значений и собственных векторов корреляционной матрицы; определение параметров срабатывания защиты; расчет коэффициентов для получения обобщенного признака.However, combining all four features ( Ia , Ib , Pa , Pb ) into a single four-dimensional space and highlighting the first main component in it, one can achieve a significant increase in the quality of mode recognition. It is advisable to divide the procedure for implementing such a relay protection algorithm into several stages: the formation of a training sample; centering and rationing of the training sample; obtaining a correlation matrix; calculation of eigenvalues and eigenvectors of the correlation matrix; determination of protection operation parameters; calculation of coefficients to obtain a generalized characteristic.

Формирование обучающей выборкиTraining sample formation

Предполагается проведение N необходимых модельных экспериментов, в каждом из которых фиксируются величины, используемые для построения защиты - Ia, Ib, Pa и Pb. В первых N/2 экспериментах моделируются КЗ на линии ω1 (распознаваемый режим), тогда как в оставшихся N/2 экспериментах - КЗ на линии ω2 (альтернативный режим). Размерность N необходимых модельных экспериментов определяется из требований репрезентативности выборки.It is supposed to carry out N necessary model experiments, in each of which the values used to build the defense are fixed - Ia , Ib , Pa and Pb . In the first N / 2 experiments, SCs on the ω1 line (recognizable mode) are simulated, while in the remaining N / 2 experiments, SCs on the ω2 line (alternative mode) are simulated. The dimension N of the necessary model experiments is determined from the requirements of representativeness of the sample.

В последующем результаты имитационного моделирования заносятся в матрицу Q, формируемую следующим образом. Номер строки соответствует номеру эксперимента, причем результаты экспериментов для распознаваемых и альтернативных режимов размещаются одни под другими. Номер столбца соответствует номеру признака. Принципы заполнения матрицы Q иллюстрирует табл. 3.Subsequently, the results of simulation are recorded in the matrix Q , formed as follows. The line number corresponds to the number of the experiment, and the results of the experiments for recognized and alternative modes are placed one below the other. The column number corresponds to the characteristic number. The principles of filling the matrix Q are illustrated in Table. 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Центрирование и нормирование обучающей выборкиCentering and rationing the training sample

Основная задача центрирования состоит в смещении координат точек обучающей выборки таким образом, чтобы математическое ожидание каждого из признаков было равно 0. Соответственно нормирование включает процедуру, которая масштабирует совокупность точек обучающей выборки для обеспечения равенства 1 дисперсии (среднеквадратического отклонения).The main task of centering is to shift the coordinates of the points of the training set so that the mathematical expectation of each of the signs is 0. Accordingly, standardization includes a procedure that scales the set of points of the training set to ensure equality of 1 variance (standard deviation).

Для реализации указанных задач получим математические ожидания

Figure 00000004
признаков по выражению (1) To implement these tasks, we obtain mathematical expectations
Figure 00000004
signs by expression (1)

Figure 00000005
(1)
Figure 00000005
(1)

где m - номер признака; n - номер модельного эксперимента; N - число экспериментов для каждого из режимов;

Figure 00000004
- математическое ожидание признака с номером m; q n , m - элемент матрицы Q, представляющий собой значение признака m в эксперименте n. where m is the number of the sign; n is the number of the model experiment ; N is the number of experiments for each of the modes;
Figure 00000004
- the mathematical expectation of the sign with the number m ; q n , m is the element of the matrix Q , which is the value of the attribute m in experiment n.

Аналогичным образом получим среднеквадратичные отклонения для каждого из признаков (3) Similarly, we obtain the standard deviations for each of the signs (3)

Figure 00000006
(2)
Figure 00000006
(2)

Для дальнейших вычислений введем вектор-строку математических ожиданий признаков

Figure 00000007
и вектор-строку среднеквадратичных отклонений σ согласно выражениям (3) и (4) For further calculations, we introduce a row vector of mathematical expectations of signs
Figure 00000007
and a row vector of standard deviations σ according to expressions (3) and (4)

Figure 00000008
(3)
Figure 00000008
(3)

Figure 00000009
(4)
Figure 00000009
(4)

С учетом численных результатов (таб. 3) векторы

Figure 00000007
и σ принимают следующий видTaking into account the numerical results (tab. 3), the vectors
Figure 00000007
and σ take the following form

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

С целью получения нормированной и центрированной выборки для каждого измерения каждого признака вычтем математическое ожидание данного признака и разделим на его среднеквадратичное отклонение.In order to obtain a normalized and centered sample for each dimension of each feature, we subtract the mathematical expectation of this feature and divide it by its standard deviation.

Figure 00000012
(5)
Figure 00000012
(5)

Из полученных результатов сформируем матрицу B, компоненты которой определяются выражением (7) From the obtained results, we form the matrix B , whose components are determined by the expression (7)

Figure 00000013
(6)
Figure 00000013
(6)

Получение корреляционной матрицыGetting the correlation matrix

Корреляционная матрица (S) - это квадратная матрица, главная диагональ которой содержит единицы, а остальные элементы представляют собой коэффициенты корреляции между соответствующими случайными величинами (признаками). При формировании корреляционной матрицы S используются центрированные и нормированные выборочные значения b n , m (5), а для рассматриваемого примера корреляционная матрица принимает видThe correlation matrix ( S ) is a square matrix, the main diagonal of which contains units, and the remaining elements are the correlation coefficients between the corresponding random variables (features). In the formation of the correlation matrix S , centered and normalized sample values b n , m (5) are used, and for the considered example, the correlation matrix takes the form

Figure 00000014
Figure 00000014

Получение собственных векторов и собственных значенийGetting eigenvectors and eigenvalues

Следующим этапом при формировании обобщенного признака является получение собственных векторов и собственных значений корреляционной матрицы S. Собственный вектор V матрицы S - это такой вектор, умножение которого на матрицу S дает вектор, коллинеарный с вектором V (то есть вектор V, умноженный на некоторое скалярное значение λ). Такое значение λ называется собственным числом матрицы S.The next step in the formation of a generalized feature is to obtain the eigenvectors and eigenvalues of the correlation matrix S. The eigenvector V of the matrix S is a vector whose multiplication by the matrix S gives a vector collinear with the vector V (that is, the vector V multiplied by some scalar value λ). Such a value of λ is called the eigenvalue of the matrix S.

Получим собственные векторы V 1 – V 4 корреляционной матрицы S, а также соответствующие им собственные значения λ14 согласно [Например, Долгополов, Д.В. Методы нахождения собственных значений и собственных векторов матриц: Методические указания / Д.В. Долгополов.- СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2005. - 39 c.]We obtain the eigenvectors V 1 - V 4 of the correlation matrix S , as well as the corresponding eigenvalues λ 14 according to [For example, Dolgopolov, D.V. Methods for finding the eigenvalues and eigenvectors of matrices: guidelines / D.V. Dolgopolov.- SPb .: SPbGTI (TU), 2005. - 39 p.]

Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000015
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000017
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000019
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000021
Figure 00000022

Компоненты собственного вектора, соответствующего наибольшему собственному значению (первому обобщенному признаку), являются коэффициентами проецирования центрированной и нормированной обучающей выборки на ось первой главной компоненты (C 1), то есть на ось, вдоль которой наблюдается наибольшая дисперсия. Получение данных проекций реализуется путем векторно-матричного преобразованияThe components of the eigenvector corresponding to the largest eigenvalue (the first generalized criterion) are the projection coefficients of the centered and normalized training sample on the axis of the first principal component ( C 1 ), that is, on the axis along which the greatest dispersion is observed. Obtaining projection data is implemented by vector-matrix transformation

Figure 00000023
(7)
Figure 00000023
(7)

где PC 1 – вектор, элементы которого являются проекциями точек на ось первой главной компоненты.WherePC 1 - a vector whose elements are projections of points on the axis of the first principal component.

Определение параметров срабатывания защитыDefining protection operation parameters

Построим распределение проекций обучающей выборки, полученных по выражению (7) на ось первой главной компоненты (фиг. 3).Let us construct the distribution of the projections of the training sample obtained by expression (7) on the axis of the first principal component (Fig. 3).

Сравнительный анализ фиг. 3 с фиг. 2.б, г показывает, что обобщенный признак является более подходящим для классификации, чем любой из исходных признаков. Однако переход к обобщенному признаку не обеспечивает полного разделения режимов. A comparative analysis of FIG. 3 from FIG. 2.b, d shows that the generalized characteristic is more suitable for classification than any of the initial characteristics. However, the transition to a generalized feature does not provide a complete separation of modes.

В релейной защите применяется подход, заключающийся в полной отстройке от срабатываний защиты за пределами ее зоны. Несмотря на снижение чувствительности, такой подход позволяет гарантированно обеспечить селективную работу нескольких устройств РЗА, работающих без выдержки времени. Для рассматриваемого примера, целесообразно выбрать уставку таким образом, чтобы ни одно короткое замыкание на линии ω2 не попало в зону срабатывания (фиг. 3). Уставка, выбранная в соответствии с вышеизложенными принципами, принимает значение -1,035.In relay protection, the approach is applied, which consists in a complete detuning from the operation of the protection outside its zone. Despite the decrease in sensitivity, this approach ensures guaranteed selective operation of several relay protection and automation devices operating without time delay. For the considered example, it is advisable to select the setpoint so that not a single short circuit on the line ω2 falls into the operation zone (Fig. 3). The setpoint selected in accordance with the above principles takes the value -1.035.

Принимая первую главную компоненту в качестве признака для распознавания и выбирая уставку (фиг. 3) по условию полной отстройки от альтернативных режимов (КЗ на линии ω2), можно получить достаточно высокую вероятность отключения КЗ на линии ω1. Применительно к анализируемым в примере условиям защита будет отключать 80,75% всех КЗ на линии ω1, в то время как аналогично реализованная защита, использующая один из исходных признаков отключает не более 45% КЗ (фиг. 2.б,г).Taking the first main component as a sign for recognition and choosing the setpoint (Fig. 3) by the condition of complete detuning from alternative modes (short circuit on the ω2 line), you can get a rather high probability of disconnecting the short circuit on the ω1 line. In relation to the conditions analyzed in the example, the protection will disable 80.75% of all faults on the ω1 line, while a similarly implemented protection using one of the initial signs will disable no more than 45% faults (Fig. 2.b, d).

Расчет коэффициентов для получения обобщенного признака.Calculation of coefficients to obtain a generalized characteristic.

Техническая реализация релейной защиты, основанной на использовании обобщенного признака, предполагает линейную комбинацию результатов оценки параметров токов и напряжений.The technical implementation of relay protection, based on the use of a generalized characteristic, involves a linear combination of the results of evaluating the parameters of currents and voltages.

Если результаты измерений исходных величин I a , I b , P a и P b представить вектором-строкой M, тогда с учетом процедур нормирования и центрирования (5), а также преобразования (7) получаем, что текущее значение обобщенного признака h (проекции вектора M на ось C 1)определяется равенством (8)If the results of the measurement of initial values of I a, I b, P a and P b present row vector M, when considering normalization procedures and centering (5), and the transformation (7) that the current value of the generalized characteristic h (vector projection M on the axis C 1 ) is determined by the equality (8)

Figure 00000024
(8)
Figure 00000024
(8)

Матрица

Figure 00000025
и коэффициент
Figure 00000026
вычисляются согласно соотношениямThe matrix
Figure 00000025
and coefficient
Figure 00000026
are calculated according to the relations

Figure 00000027
, (9)
Figure 00000027
, (9)

Figure 00000028
, (10)
Figure 00000028
, (10)

где

Figure 00000029
- диагональная матрица, состоящая из элементов вектора среднеквадратичных отклонений σ, полученного по выражению (5).Where
Figure 00000029
is the diagonal matrix, consisting of elements of the standard deviation vector σ obtained by expression (5).

Отметим, что K и

Figure 00000030
не зависят от текущего режима работы защищаемого объекта, и, следовательно, могут быть вычислены заранее по результатам имитационного моделирования.Note that K and
Figure 00000030
do not depend on the current operating mode of the protected object, and, therefore, can be calculated in advance according to the results of simulation.

Для рассматриваемого примера (фиг. 1) K и

Figure 00000030
принимают следующие численные значения:For the considered example (Fig. 1) K and
Figure 00000030
take the following numerical values:

Figure 00000031
Figure 00000031

Таким образом, для наиболее простой реализации алгоритма РЗА в реальном времени требуется лишь получение линейной комбинации исходных признаков (параметров токов и напряжений) с заранее известными коэффициентами и сравнение ее с уставкой.Thus, for the simplest implementation of the REA algorithm in real time, it is only necessary to obtain a linear combination of the initial features (parameters of currents and voltages) with previously known coefficients and compare it with the setpoint.

Следует отметить, что рассмотренный подход к формированию обобщенных признаков РЗА специфичен для каждой распознаваемой ситуации. Он основан на имитационном моделировании с последующей статистической обработкой результатов имитационных экспериментов. Предлагаемый алгоритм РЗ обладает упрощенной реализацией при высокой распознающей способности и адаптирован для каждой конкретной схемно-режимной ситуации.It should be noted that the considered approach to the formation of generalized relay protection features is specific for each recognizable situation. It is based on simulation with subsequent statistical processing of the results of simulation experiments. The proposed RP algorithm has a simplified implementation with high recognition ability and is adapted for each specific circuit-mode situation.

Задача изобретения - создание способа релейной защиты энергообъекта, обладающего высокой распознающей способностью аварийных режимов, а также быстродействием и простотой технической реализации.The objective of the invention is the creation of a method of relay protection of an energy facility with a high recognition ability of emergency modes, as well as speed and ease of technical implementation.

Поставленная задача достигается способом релейной защиты энергообъекта с использованием его имитационных моделей в контролируемых режимах короткого замыкания и в альтернативных режимах путем фиксации отсчетов электрических величин, преобразования отсчетов в промежуточную величину, преобразования промежуточных величин в замер, обучения релейной защиты замерами от имитационных моделей и определения характеристик срабатывания релейной защиты, промежуточные величины формируют на каждом шаге наблюдения режима короткого замыкания и преобразуют в текущий замер релейной защиты, обучение защиты проводят текущими замерами, сформированными при имитационном моделировании. Согласно предложения в качестве промежуточных величин выбираются различные параметры электрических величин, а также их соотношения, сформированные по зафиксированным отсчетам, при имитационном моделировании формируют обучающую выборку, осуществляют ее центрирование и нормирование с последующим получением корреляционной матрицы промежуточных величин замера и расчетом собственных векторов и собственных значений корреляционной матрицы промежуточных величин замера, выбирают обобщенные признаки замера по собственным векторам, соответствующим максимальным собственным значениям корреляционной матрицы промежуточных величин замера, формируют обобщенные признаки замера путем линейной комбинации промежуточных величин, а коэффициенты линейной комбинации выбирают в соответствии со значениями соответствующего собственного вектора корреляционной матрицы промежуточных величин замера, определяют характеристики срабатывания релейной защиты, исходя из ее отстройки от допустимых режимов функционирования, путем анализа статистических распределений обобщенных признаков замера, полученных по результатам имитационного моделирования, по текущему замеру формируют обобщенные признаки замера и обеспечивают срабатывание релейной защиты при превышении обобщенными признаками характеристик срабатывания защиты.The task is achieved by the method of relay protection of an energy object using its simulation models in controlled short circuit modes and in alternative modes by fixing the readings of electrical quantities, converting the samples to an intermediate value, converting intermediate values to measurement, training relay protection with measurements from simulation models and determining the response characteristics relay protection, intermediate values are formed at each step of observation of the short circuit mode and converted into the current measurement of relay protection, protection training is carried out by current measurements formed during simulation. According to the proposal, various parameters of electrical quantities are selected as intermediate values, as well as their ratios formed from fixed samples, during simulation they form a training sample, center it and normalize it, followed by obtaining a correlation matrix of intermediate measurement values and calculating eigenvectors and eigenvalues of the correlation matrices of intermediate measurement values, select the generalized measurement features according to eigenvectors corresponding to the maximum eigenvalues of the correlation matrix of intermediate measurement values, generate generalized measurement indicators by a linear combination of intermediate values, and linear combination coefficients are selected in accordance with the values of the corresponding eigenvector of the measurement correlation matrix , determine the characteristics of the relay protection, based on its detuning from the acceptable modes of operation, by analyzing the statistical distributions of the generalized measurement attributes obtained from the simulation results, the general measurement attributes are generated from the current measurement and provide relay protection triggering when the generalized characteristics exceed the protection response characteristics.

На фиг. 1 представлена схема участка электрической сети, принятая для имитационного моделирования.In FIG. 1 is a diagram of a portion of an electrical network adopted for simulation.

Фиг. 2.а характеризует токи фазы А при КЗ различной удаленности на защищаемой и параллельной линиях для участка электрической сети фиг. 1.FIG. 2.a characterizes phase A currents in case of faults of different distances on the protected and parallel lines for a section of the electric network of FIG. 1.

Фиг. 2.б иллюстрирует статистические распределения токов при КЗ на линиях ω1 и ω2 для участка электрической сети фиг. 1.FIG. 2.b illustrates the statistical distribution of currents during short-circuit on lines ω1 and ω2 for a section of the electric network of FIG. 1.

Фиг. 2.в характеризует значения активной мощности фазы А при КЗ различной удаленности на защищаемой и параллельной линиях для участка электрической сети фиг. 1.FIG. 2.c characterizes the values of the active power of phase A during short-circuit of different distances on the protected and parallel lines for the section of the electric network of FIG. 1.

Фиг. 2.г иллюстрирует статистические распределения активных мощностей при КЗ на линиях ω1 и ω2 для участка электрической сети фиг. 1.FIG. 2.d illustrates the statistical distribution of active capacities during short-circuit on the lines ω1 and ω2 for a section of the electric network of FIG. 1.

Фиг. 3 иллюстрирует статистическое распределение значений первого обобщенного признака замера, соответствующего максимальному собственному значению, при КЗ на линиях ω1 и ω2 для участка электрической сети фиг. 1.FIG. 3 illustrates the statistical distribution of the values of the first generalized measurement characteristic, corresponding to the maximum eigenvalue, for a fault on lines ω1 and ω2 for a section of the electric network of FIG. 1.

На фиг. 4 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ релейной защиты энергообъекта.In FIG. 4 presents a structural diagram of a device that implements the proposed method of relay protection of an energy facility.

Устройство (фиг. 4) содержит: аналого-цифровые преобразователи 1 и 2; преобразователи (цифровые фильтры) 3 и 4; вычислительный блок 5; исполнительные модули (схемы сравнения) 61…6М, где М - число обобщенных признаков замера; блок логики 7; блок хранения результатов имитационного моделирования 8.The device (Fig. 4) contains: analog-to-digital converters 1 and 2; converters (digital filters) 3 and 4; computing unit 5; executive modules (comparison schemes) 6 1 ... 6 M , where M is the number of generalized indicators of measurement; logic block 7; unit for storing the results of simulation 8.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При реализации способа релейной защиты энергообъекта предварительно проводят имитационное моделирование и выполняют обучение РЗА в контролируемых режимах КЗ и альтернативных режимах, свойственных энергообъекту. При обучении в различных режимах функционирования реализуются следующие этапы формирования обобщенных признаков замера и параметров срабатывания РЗА: формирование обучающей выборки; центрирование и нормирование обучающей выборки; получение корреляционной матрицы промежуточных величин замера; расчет собственных значений и собственных векторов корреляционной матрицы промежуточных величин замера; определение параметров срабатывания защиты; расчет коэффициентов для получения обобщенных признаков замера. Таким образом, в результате обучения формируются наборы коэффициентов для получения обобщенных признаков замера и определяются параметры срабатывания РЗА. Причем, для повышения распознающей способности устройства РЗА формирование указанных коэффициентов и параметров срабатывания целесообразно реализовать с использованием набора заданных (допустимых) режимов функционирования энергообъекта.When implementing the method of relay protection of an energy object, simulation simulation is carried out and relay protection training is carried out in controlled fault modes and alternative modes characteristic of the energy object. When learning in various modes of operation, the following stages are implemented for the formation of generalized measurement attributes and relay protection parameters: formation of a training sample; centering and rationing of the training sample; obtaining a correlation matrix of intermediate measurement values; calculation of eigenvalues and eigenvectors of the correlation matrix of intermediate measurement values; determination of protection operation parameters; calculation of coefficients to obtain generalized measurement features. Thus, as a result of the training, sets of coefficients are formed to obtain generalized measurement features and the parameters of relay protection and relay protection are determined. Moreover, in order to increase the recognition ability of the relay protection and automation device, it is advisable to implement the formation of the specified coefficients and response parameters using a set of predetermined (permissible) modes of operation of the energy object.

Отметим, что в простейшем случае выбирается единственный обобщенный признак замера, соответствующий максимальному собственному значению корреляционной матрицы промежуточных величин замера. При этом РЗА принимается одномерной и предполагающей упрощенную процедуру сравнения единственного полученного обобщенного признака с уставочным значением.Note that in the simplest case, the only generalized measurement criterion is selected that corresponds to the maximum eigenvalue of the correlation matrix of intermediate measurement values. At the same time, relay protection and automation equipment is adopted one-dimensional and assuming a simplified procedure for comparing the only received generalized characteristic with the set value.

Результаты имитационного моделирования, соответствующие заданным режимам функционирования энергообъекта, заносятся в блок 8 хранения результатов имитационного моделирования.The results of simulation corresponding to the specified modes of functioning of the energy object are recorded in block 8 for storing the results of simulation.

На входы аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 подаются аналоговые величины токов и напряжений i(t) и u(t), а на выходе АЦП 1 и 2 формируются дискретные величины i(k) и u(k). Преобразователи (цифровые фильтры) 3 и 4 фиксируют отсчеты электрических величин i(k) и u(k) на окне наблюдения из n отсчетов, а также формируют комплексы тока и напряжения I (n) и U (n), участвующие в получении промежуточных величин. At the inputs of analog-to-digital converters 1 and 2, analog values of currents and voltages i ( t ) and u ( t ) are supplied, and discrete values i ( k ) and u ( k ) are formed at the output of the ADC 1 and 2. Converters (digital filters) 3 and 4 fix the samples of electrical quantities i ( k ) and u ( k ) on the observation window from n samples, and also form complexes of current and voltage I ( n ) and U ( n ) involved in obtaining intermediate values .

В качестве промежуточных величин могут выбираться различные параметры токов и напряжений. Например, для ранее рассмотренного примера в состав промежуточных величин вошли действующие значения токов и активные мощности (Ia, Ib, Pa, Pb) фаз А и В. Промежуточные величины формируются расчетным путем в вычислительном блоке 5 из комплексов токов и напряжений I (n) и U (n), а совокупность промежуточных величин представляет собой текущий замер. По данным текущего замера и коэффициентам, поступающим из блока 8 хранения результатов имитационного моделирования, в вычислительном блоке 5 формируются обобщенные признаки замера.As intermediate values, various parameters of currents and voltages can be selected. For example, for the previously considered example, the intermediate values included the effective values of currents and active powers ( Ia , Ib , Pa , Pb ) of phases A and B. Intermediate values are formed by calculation in computing unit 5 from the complexes of currents and voltages I ( n ) and U ( n ), and the set of intermediate values represents the current measurement. According to the current measurement and the coefficients coming from block 8 for storing the results of simulation, in the computing block 5, generalized signs of measurement are formed.

Полученные обобщенные признаки текущего замера с выходов вычислительного блока 5 поступают на входы исполнительных модулей (схем сравнения) 61…6М, где М - число обобщенных признаков замера. На другие входы исполнительных модулей (схем сравнения) 61…6М поступают параметры срабатывания (уставки) защиты с выходов блока 8. Результаты сравнения обобщенных признаков защиты с уставочными значениями (параметрами срабатывания) поступают на входы блока 7 логики.The obtained generalized signs of the current measurement from the outputs of the computing unit 5 are supplied to the inputs of the executive modules (comparison circuits) 6 1 ... 6 M , where M is the number of generalized measurement signs. The other inputs of the executive modules (comparison circuits) 6 1 ... 6 M receive the response parameters (settings) of the protection from the outputs of block 8. The results of comparing the generalized protection signs with the reference values (response parameters) are fed to the inputs of the logic unit 7.

Блок логики 7 формирует сигнал срабатывания защиты в соответствии с сигналами на выходах исполнительных модулей. В простейшем случае логика функционирования блока 7 может быть реализована по групповому «И», если требуется обеспечить высокую надежность срабатывания устройства релейной защиты (фиг. 4), когда сигнал срабатывания на выходе блока 7 формируется при срабатывании всех исполнительных модулей 61… 6М. Если требуется обеспечить высокую чувствительность срабатывания устройства релейной защиты (фиг. 4), то логику функционирования блока 7 целесообразно реализовать по групповому «ИЛИ», когда сигнал срабатывания на выходе блока 7 формируется при срабатывании хотя бы одного исполнительного модуля 61…6М.The logic unit 7 generates a protection trip signal in accordance with the signals at the outputs of the executive modules. In the simplest case, the logic of the operation of block 7 can be implemented according to the group “And” if it is required to ensure high reliability of the relay protection device (Fig. 4), when the response signal at the output of block 7 is formed when all the executive modules 6 1 ... 6 M are triggered. If it is required to ensure high response sensitivity of the relay protection device (Fig. 4), it is advisable to implement the logic of the operation of unit 7 using the group "OR" when the operation signal at the output of unit 7 is generated when at least one actuator module 6 1 ... 6 M is triggered.

Следует отметить, что поскольку формирование коэффициентов для получения обобщенных признаков и параметров срабатывания защиты зависит от заданного (текущего) режима функционирования энергообъекта, то на вход блока 8 хранения результатов имитационного моделирования поступает управляющий сигнал, характеризующий режим и определяющий выбор требуемых для функционирования защиты данных. Подача управляющего сигнала может осуществляться вручную оперативным (релейным) персоналом энергообъекта, или автоматически из программного обеспечения оперативно-информационного комплекса (SCADA-системы), отслеживающего режим энергообъекта.It should be noted that since the formation of the coefficients for obtaining generalized signs and parameters of the protection operation depends on the specified (current) mode of operation of the energy object, a control signal is received at the input of the simulation simulation results unit 8, characterizing the mode and determining the choice of data protection required for functioning. The control signal can be supplied manually by the operational (relay) personnel of the power facility, or automatically from the software of the operational information complex (SCADA system) that monitors the power facility mode.

В заключении следует отметить:In conclusion, it should be noted:

1. Возможность современных устройств релейной защиты накапливать и обрабатывать большой объем информации, касающейся режимов защищаемого объекта, позволяет реализовать новые способы релейной защиты, адаптивные под конкретную режимную ситуацию.1. The ability of modern relay protection devices to accumulate and process a large amount of information regarding the modes of the protected object, allows you to implement new methods of relay protection, adaptive to a specific operational situation.

2. В предлагаемом способе предложен переход к малому числу обобщенных признаков (по сравнению с текущим замером), обеспечивающих срабатывание релейной защиты, при максимальном сохранении информации, заключенной в них. Переход к обобщенным признакам сокращает число операций обработки, необходимых для реализации защиты, и обеспечивает ее высокое быстродействие.2. In the proposed method, the transition to a small number of generalized features (compared with the current measurement), providing the operation of relay protection, while maximally preserving the information contained in them, is proposed. The transition to generalized features reduces the number of processing operations required to implement protection, and ensures its high speed.

3. Целесообразно использование единственного обобщенного признака и построение одномерной защиты. Рассмотренный пример проиллюстрировал реализацию РЗА с высокой распознающей способностью при простом техническом исполнении.3. It is advisable to use a single generalized attribute and the construction of one-dimensional protection. The considered example illustrated the implementation of relay protection and automation with high recognition ability with a simple technical design.

Claims (1)

Способ релейной защиты энергообъекта с использованием его имитационных моделей в контролируемых режимах короткого замыкания и в альтернативных режимах путем фиксации отсчетов электрических величин, преобразования отсчетов в промежуточную величину, преобразования промежуточных величин в замер, обучения релейной защиты замерами от имитационных моделей и определения характеристик срабатывания релейной защиты, промежуточные величины формируют на каждом шаге наблюдения режима короткого замыкания и преобразуют в текущий замер релейной защиты, обучение защиты проводят текущими замерами, сформированными при имитационном моделировании, отличающийся тем, что результаты предварительного имитационного моделирования вносят в блок хранения результатов имитационного моделирования, выполняют аналого-цифровое преобразование сигналов токов и напряжений с последующей их цифровой фильтрацией, а также определением параметров токов и напряжений в виде промежуточных величин, на основе полученных промежуточных величин путем их линейной комбинации в вычислительном блоке формируют обобщенные признаки замера, которые подают на схемы сравнения, количество которых выбирают соответствующим количеству обобщенных признаков замера, на вторые входы схем сравнения с блока хранения результатов имитационного моделирования подают параметры срабатывания защиты для каждого обобщенного признака, с выходов схем сравнения сигналы подают на блок логики, в котором на основе сигналов с выходов схем сравнения формируют сигнал срабатывания защиты в зависимости от необходимости обеспечения высокой надежности срабатывания или чувствительности устройства релейной защиты, формирование обобщенных признаков и параметров срабатывания защиты, подаваемых на схемы сравнения, осуществляют с учетом режима функционирования защищаемого энергообъекта, поэтому при смене режима сигналами с выхода блока хранения результатов имитационного моделирования корректируют в вычислительном блоке расчет обобщенных признаков и осуществляют изменение параметров срабатывания защиты на вторых входах соответствующих схем сравнения.The method of relay protection of an energy facility using its simulation models in controlled short circuit modes and in alternative modes by fixing the readings of electrical quantities, converting the samples to an intermediate value, converting intermediate values to measurement, training relay protection with measurements from simulation models and determining the characteristics of the operation of relay protection, intermediate values are formed at each step of the observation of the short circuit mode and converted to the current measurement of relay protection, protection training is carried out by current measurements formed during simulation, characterized in that the results of preliminary simulation are entered into the storage unit of the results of simulation, perform analog-to-digital conversion signals of currents and voltages with their subsequent digital filtering, as well as determining the parameters of currents and voltages in the form of intermediate values, based on the obtained intermediate x values by their linear combination in the computing unit form the generalized measurement characteristics, which are fed to the comparison schemes, the number of which is selected according to the number of generalized measurement indicators, the protection response parameters for each generalized characteristic are supplied to the second inputs of the comparison schemes from the storage unit of the simulation results, s the outputs of the comparison circuits, the signals are fed to the logic block, in which, based on the signals from the outputs of the comparison circuits, a protection response signal is generated depending on the need to ensure high reliability of the response or sensitivity of the relay protection device, the formation of generalized characteristics and protection response parameters applied to the comparison circuit is carried out taking into account the functioning mode of the protected energy object, therefore, when changing the mode with signals from the output of the storage unit of the simulation results, the calculation of generalized attributes is corrected in the computing unit and change of protection operation parameters at the second inputs of the corresponding comparison circuits.
RU2019138249A 2019-11-27 2019-11-27 Method for relay protection of power facility RU2720710C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138249A RU2720710C1 (en) 2019-11-27 2019-11-27 Method for relay protection of power facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138249A RU2720710C1 (en) 2019-11-27 2019-11-27 Method for relay protection of power facility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720710C1 true RU2720710C1 (en) 2020-05-12

Family

ID=70735309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019138249A RU2720710C1 (en) 2019-11-27 2019-11-27 Method for relay protection of power facility

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720710C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113267696A (en) * 2021-05-24 2021-08-17 四川华能宝兴河水电有限责任公司 Relay protection device constant value in-situ dynamic checking system and method
RU2826602C1 (en) * 2023-10-24 2024-09-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Power facility relay protection method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796258A (en) * 1997-01-30 1998-08-18 Abb Power T&D Company, Inc. Adaptive quadrilateral characteristic distance relay
RU2316871C1 (en) * 2006-05-04 2008-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method for relay protection of an energy object
RU2553448C1 (en) * 2014-03-04 2015-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Remote protection method for power transmission lines
RU2594361C1 (en) * 2015-09-03 2016-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method for relay protection of a power facility

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796258A (en) * 1997-01-30 1998-08-18 Abb Power T&D Company, Inc. Adaptive quadrilateral characteristic distance relay
RU2316871C1 (en) * 2006-05-04 2008-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method for relay protection of an energy object
RU2553448C1 (en) * 2014-03-04 2015-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Remote protection method for power transmission lines
RU2594361C1 (en) * 2015-09-03 2016-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method for relay protection of a power facility

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113267696A (en) * 2021-05-24 2021-08-17 四川华能宝兴河水电有限责任公司 Relay protection device constant value in-situ dynamic checking system and method
RU2826602C1 (en) * 2023-10-24 2024-09-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Power facility relay protection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11967823B2 (en) Method for monitoring short-term voltage stability of power system
WO2021004154A1 (en) Method for predicting remaining life of numerical control machine tool
Nguyen et al. Spatial-temporal recurrent graph neural networks for fault diagnostics in power distribution systems
CN110137944B (en) A Method for Locating Voltage Stability Disturbance Sources Based on Random Matrix Theory
He et al. Neural network-based l1-norm optimisation approach for fault diagnosis of nonlinear circuits with tolerance
Chen et al. Impulse response estimation with binary measurements: A regularized FIR model approach
CN109445411B (en) Transformer substation fault diagnosis method
Massignan et al. PMUs and SCADA measurements in power system state estimation through Bayesian inference
Yang et al. Projected unscented Kalman filter for dynamic state estimation and bad data detection in power system
Netto et al. Robust Koopman operator-based Kalman filter for power systems dynamic state estimation
Wang et al. Online analysis of voltage security in a microgrid using convolutional neural networks
CN111796233A (en) Method for evaluating secondary errors of multiple voltage transformers in double-bus connection mode
RU2720710C1 (en) Method for relay protection of power facility
Hernández et al. Comparison between WLS and Kalman Filter method for power system static state estimation
Khattak et al. Fault Classificaton and Location in Power Distribution Networks using 1D CNN with Residual Learning
Tóth et al. Order and structural dependence selection of LPV-ARX models revisited
Hušková et al. Monitoring jump changes in linear models
Bala et al. Random forest based fault analysis method in IEEE 14 bus system
CN106778692B (en) Cable partial discharge signal identification method and device based on S transformation
Weimer et al. Resilient parameter-invariant control with application to vehicle cruise control
Gotti et al. Comparative analysis between state estimation algorithms under static and dynamic scenarios
Donmez et al. Robust state estimation using node-breaker substation models and phasor measurements
US20220292232A1 (en) Method and Apparatus for the State Estimation of an Electrical Grid
CN113221306B (en) Distribution network topology detection method, device and equipment based on adaptive state observer
Shareef et al. An alternative voltage sag source identification method utilizing radial basis function network

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201118

Effective date: 20201118