学术简报︱基于保护综合重要度的最小断点集优选方法

云南电力调度控制中心的研究人员蒋红亮，在2019年第10期《电气技术》杂志上撰文，为实现复杂环网整定配合起始点的合理选择，提出了一种基于保护综合重要度的最小断点集优选方法。

首先，定义了反映保护所处位置电气耦合程度的保护配合度指标；其次，基于保护事故链模型并结合风险理论，进而得到保护风险脆弱度指标；然后，结合线路电气介数和节点电气介数得出了保护结构重要度指标；最后，运用层次分析法确定各指标权重，构建了多层次多角度的保护重要度评价模型，并跟据保护综合重要度指标给出了一种最小断点集优选问题的解决方法。

与已有的方法比较，本文所提出的方法较为全面地评估了保护重要度，以此确定的最小断点集具有参考意义。本文通过算例验证了该方法的全面性和有效性。

在现代大规模电力系统复杂环网整定计算中，确定最小断点集（minimum break point set, MBPS），是继电保护整定计算领域的一个核心问题。但在确定最小断点集过程中，通常会出现多组同基解的问题，故需要进一步从中找出最优的MBPS。

断点保护的整定一般不遵循与相邻线路配合的原则，存在不能完全满足动作选择性要求的固有缺陷，因此宜选取相对不重要的保护作为断点，以减少保护不正确动作对系统带来的影响。有学者根据电网实际情况分析了影响断点选取的各方面因素，并根据专家系统和遗传算法提出一种选取断点的方法。有学者利用复杂网络理论评估了节点的重要度，并作为选取最优MBPS的指标。有学者综合考虑节点电气介数和线路电气介数，给出了以保护重要度为指标的最优MBPS选取方法。有学者以阶段式方向保护间协调配合性能最佳为目标，并以此实现了最小断点集的合理选取。

其中，相关学者所提方法对保护的关键程度具有一定的辨识效果，但角度较为单一，存在一定的不足：例如仅利用复杂网络理论评估了保护在系统拓扑结构中的重要度；而有的研究只是从方向保护协调配合性能的角度对保护重要度加以评估。

鉴于上述问题，本文在诸多学者已有研究的基础上，立足于一个更为全面的视角，综合多个角度评估指标提出了一种最小断点集优选方法。

该方法首先定义了保护配合度，以反映保护所处网络拓扑位置的电气耦合程度；然后基于保护事故链模型，根据保护故障连锁的后果函数及其触发的概率并结合风险理论，得出保护风险脆弱度指标；接着利用复杂网络理论引入支路和节点电气介数得到保护结构重要度指标，该指标对保护所处网络拓扑位置的关键程度有较好的辨识效果；最后通过层次分析法确定各指标权重，从而得到保护综合重要度指标，并据此给出了一种最小断点集的优选方案。

图2 算例系统

结论

本文所述方法综合考虑了保护所处位置的电气耦合程度、保护风险脆弱度以及保护所处网络拓扑位置的关键程度这3个方面因素，运用层次分析法建立了保护综合重要度指标，并基于该指标提出了一种最小断点集优选方法。

本文所提出的保护综合重要度指标，相对以往算法较为全面地评估了保护在电网的关键程度，弥补了已有算法从单一角度出发评估保护重要程度的不足，对实际应用中继电保护配置和整定计算具有参考意义。