(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211231232.9 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 云南电网有限责任公司西双版纳供 电局 地址 666199 云南省西双版纳傣族自治州 景洪市勐泐大道6 3号 (72)发明人 庞曙颖　祁有年　艾惠利　李磊磊　 周全贵　吴玉统　张水平　李世平　 (74)专利代理 机构 北京达友众邦知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11904 专利代理师 许文青 (51)Int.Cl. H02H 7/26(2006.01) H02H 7/28(2006.01) H02H 3/08(2006.01)H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种基于多点公共耦合电网的自适应继电 保护方法 (57)摘要 在电网的运行过程中， 由于其运行状态的频 繁变化会影 响方向过电流继电器的协调动作。 本 发明公开了一种自适应继电保护方案来处理具 有多点公共耦合的电网中的方向过电流继电器 的协调问题。 所提出的方案由两个模块组成： 离 线和在线。 在离线运行时， 针对最重要的运行状 态(并网和孤岛模式)计算方向过电流继电器的 定值组并存储在相应的方向过电流继电器中。 而 在线任务是基于局部和全局决策方法执行的， 局 部决策方法可确保显着减轻电网的中央控制器 的运行负担。 此外， 当在紧急情况下发生故障时， 所提出的方案不会在电网中造成任何灾难性的 运行状态。 同时， 所述的协调问题被表述为具有 约束的非线性规划问题， 并使用共生生物搜索算 法进行解决。 最后， 在包含7总线电网上校验了在 各种运行状态下 所提出方案的有效性。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115425627 A 2022.12.02 CN 115425627 A 1.一种基于多点公共耦合电网的自适应继电保护方法， 其特征在于， 包括以下步骤以 用于实现所提出的基于多点公共耦合电网的自适应继电保护方法： S1： 读取系 统数据， 设置生成初始生态系统和 终止标准。 在生态系统中， 每个生物代表 给定问题的候选解(启动电流定值 Ip和时间刻度定值)。 初始解表示如下： 其中， X是最初生成的生态系统， K是生态系统的大小， n是继电器的总数， 生物Xk表示为 Xk＝[Ipk1…Ipk2， TDSk1…TDSk2]。 S2： 增加迭代次数， 即迭代＝迭代+1， 设置k ＝1， k与生态系统的大小 有关。 S3： 从生态系统中找出最 适合的生物(Xbest)。 S4： 共生阶段： 从生态系统中选择两种不同的生物(Xk和Xl)， 并建立生态系统共生模型 对生物进行改进。 如果 新的生物(Xknew和Xlnew)比以前的生物更合 适， 就接受它 们。 S5： 共栖阶段： 类似地， 从生态系统中选择两种不同的生物体(Xk和Xl)， 并建立生态系统 共栖模型对生物Xk进行改进。 如果 新的生物Xknew比以前的生物更合 适， 则接受新的生物。 S6： 寄生阶段： 类似地， 从生态系统中选择两种不同的生物(Xk和Xl)， 并通过突变生物Xk 创建一个寄生载体。 如果寄生载体比生物X1更合适， 则接受它。 S7： 如果k等于生态系统的大小， 则转到S 8。 否则， 将k加一并转到S3 。 S8： 如果达 到终止标准(如果达 到最大迭代次数)， 则输出最优解。 否则， 转到 跳转S2。 2.根据权利要求1所述的一种基于多点公共耦合电网的自适应继电保护方法， 其特征 在于， 所述的方向过电流继电器协调问题的目标函数(OF)为： 方向过电流继电器协调问题的主要目标是最小化主继电器和备用继电器的动作时间， 同时保持系统中继电器的灵敏度和选择性。 求 解继电器协调的目标函数 可表示为， 其中， N是主继电器的总数， M是每个主继电器的备用继电器的数量， tb,m和tp,n分别是第 m个备用继电器和第n个主继电器的动作时间。 3.根据权利要求1所述的一种基于多点公共耦合电网的自适应继电保护方法， 其特征 在于， 所述的方向过电流继电器协调问题的边界约束包括： a)协调的约束： 为了确保适当的协调， 需要在主继电器和备用继电器之间保持一个有 意的时间间隔(协调时间间隔)， 并且协调时间间隔总是大于或等于最小协调时间(MCT)。 协 调约束表示 为， tb,m,k‑tp,n,k≥MCT 其中， tb,m,k和tp,n,k分别是第m个备用继电器和第n个主继电器在第k个故障时的动作时 间， 最小协调时间的值被认为是0.2s。 b)继电器动作时间的约束： 对于任何故障， 继电器的反应既不太慢也不太快。 为了限制 继电器的动作时间， 在协调问题中加入了一个约束条件， 并给 出为， tmin,n≤tp,n≤tmax,n 其中， tp,n是第n个主继电器的动作时间。 tmin,n和tmax,n分别是第n个主继电器动作时间的 最小和最大限制， 主继电器的动作时间限制为[0.2s,2s ]。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115425627 A 2c)时间刻度定值(TDS)的约束： 时间刻度定值的目的是为继电器提供适当的选择性。 时 间刻度定值的限制为， TDSmin,n≤TDSn≤TDSmax,n 其中， TDSn是第n个主继电器的时间刻度定值。 TDSmin,n和TDSmax,n分别是第n个时间刻度 定值的最小和最大限制。 时间刻度定值范围在0.0 5s到1.1s之间。 d)启动电流定值的约束： 启动电流定值IP的约束取决于系统中的最大可能负载电流和 最小故障电流。 下限被认为是Ipmin＝1.5Ilmax， 即确保在过载情况下不会出现误操作。 类似 地， 上限被认为是Ipmax＝0.66Ifmin， 即确保所有继电器对最小故障电流动作。 IPmin,n≤IP,n≤IPmax,n 其中， IP,n是第n个主 继电器的启动电流定值。 IPmin,n和IPmax,n分别是第n个主 继电器启动 电流定值的最小和最大约束。 4.根据权利要求1所述的一种基于多点公共耦合电网的自适应继电保护方法， 其特征 在于， 所述的方向过电流继电器协调问题中的继电器特性包括： 一般情况下， 使用反时限特性来计算继电器的动作时间。 基于IEC/IEEE标准， 考虑以下 继电器特性， 5.根据权利要求1所述的一种基于多点公共耦合电网的自适应继电保护方法， 其特征 在于， 所述的使用共生 生物搜索算法解决方向过电流继电器协调问题的方法包括： 共生生物搜索算法是一种受自然启发的算法， 它 模拟了生态系统中两种不同生物之间 的生物相互作用。 所提出的共生生物搜索算法使用三个阶段， 即共生阶段、 共栖阶段和寄生 阶段来寻找生态系统中最 适合的生物体。 1)共生阶段： 共生阶段模仿生态系统中两种生物之间的共生关系， 两种生物互惠互利。 在此阶段， 从生态系统中选择两种不同的生物Xk和Xl， 并使用(7) ‑(9)根据它们的共生关系 对这些生物进行修饰。 此外， 仅当新生物体比以前的生物体更适合时， Xk和Xl才会被Xknew和 Xlnew替换， 其中， BF1和BF2是效益因子， 随机选择1或2， Xbest是生态系统中最适合的生物， rand(0, 1)生成0和1之间的随机数， mutual  vector表示生物Xk和Xl之间的共生关系。 2)共栖阶段： 共栖阶段模仿生态系统中两种生物之间的共生关系， 即其中一种受益而 而另一种既不受益也不受到伤害。 与共生阶段类似， 从生态系统中选择两种不 同的生物Xk 和Xl。 使用下式基于Xk和Xl之间的共生关系对生物Xk进行改进。 只 有当新的生物体比以前的 生物体更健康时， Xk才被Xknew取代， Xknew＝Xk+rand(‑1,1)×(Xbest‑Xl) 其中， rand( ‑1,1)生成介于 ‑1和1之间的随机数。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115425627 A 3