广域保护系统功能与可行结构分析

广域保护系统通过收集和分析电力系统广域信息、评估系统的状态,可以实施针对多种系统扰动的多重系统保护,比传统特殊保护系统更加灵敏有效.但是广域保护概念的滥用阻碍了该技术的推广和发展,本文探讨了广域保护的定义,将其限定于针对系统广域扰动的保护和控制而把对电力设备的保护排除在外,以突出广域保护在系统保护领域的优势.文中对比了分散式和现有的集中式的广域保护系统结构,认为前者可以获得较高的可靠性但是不能做到全局最优控制,后者利于实现全局最优控制,但是对控制中心设备性能要求很高.因此,本文提出一种改进型的集中式结构--三层式广域保护系统,并讨论了在广域测量系统基础上实现三层式广域保护系统的可行性.     

城市配电网广域控制保护技术应用研究

针对城市配电网发展对保护控制方面的要求以及现有继电保护系统存在的不足,将广域控制保护技术推广至配电领域。首先介绍了配电网广域控制保护系统的系统构成和性能特点,结合智能变电站技术,建立了广域控制保护的协调机制。最后以深圳前海20 kV配网为例对该广域控制保护方案进行了仿真验证,同时对推广配网广域保护控制技术的可行性进行了分析。     

广域继电保护系统研究综述

分析了目前广域继电保护的主要保护原理,包括广域电流差动保护原理、广域方向比较保护原理和基于广域信息的自适应继电保护,并针对它们的研究现状及存在问题提出建议。然后从应用角度,阐述了广域继电保护的系统结构,以及信息域划分方法,并讨论如何基于广域冗余信息实现系统容错和优化。最后探讨了IEC61850、Agent技术、网格计算技术等相关信息处理技术在广域继电保护中的应用。基于广域信息的继电保护与稳定控制有机协调构成的广域保护已经成为现代电力系统的研究热点,是未来保护与控制的发展方向。     

基于OPNET的电力系统广域信息网络研究

广域保护系统(WAPS)能利用电力系统的广域信息而不局限于当地信息进行系统保护,从而可达到更好的保护性能。介绍了WAPS的优点和研究现状,重点探讨WAPS的结构和通信问题。通过借鉴数据采集与监控(SCADA)系统的3代结构形式,分析和总结了WAPS所能采取的3种结构形式(集中式、分布式和网络式)的特点和性能,认为网络式结构比集中式、分布式结构更加灵活和可靠,更加适合广域保护的要求。利用OPNET软件对WAPS的网络式结构进行建模和仿真,分析和比较了不同网络的通信延时,同时为了适应突发数据的传输建议采用100 M以太网。     

新型Agent组织体系及其在广域后备保护中的应用

首先提出一种新型Agent组织体系的形式化表达,为多Agent系统设计提供理论基础.在分析广域后备保护需求的基础上,给出了一种将专家规则和贝叶斯网络相结合的广域后备保护算法.针对该算法,对比广域后备保护系统的3种体系结构,选用综合处理能力较高的区域集中式结构.研究广域后备保护多Agent系统的组织构成,为核心的区域决策Agent设计了工作过程、统一接口、成员-角色-技能关系图等.通过实例测试与分析,验证其合理性,为广域后备保护系统的工程应用提供一定的参考.     

基于网格平台的广域后备保护专家系统

传统的后备保护以单元件的保护为出发点,缺乏系统全局的观念。介绍了一种网格环境中的广域后备专家系统,它以保证整个输电线网络的稳定与安全为基础,从广域角度实现线路保护的目的。本文首先讨论了网格技术及其在电力系统继电保护中的应用,包括网格的基本概念和特点以及网格技术在广域后备保护中的应用前景;之后介绍了广域后备保护专家系统(BPES)的基本算法和系统结构。通过仿真,验证了其比传统后备保护的优越之处。     

基于多Agent的广域保护系统体系研究

以提高广域继电保护自治性和适应性为目的,引入多Agent技术设计了广域保护系统的体系结构,并给出了广域保护Agent的设计思路。基于分区域分布集中式系统结构,讨论了广域保护子Agent的数据采集、系统通信、故障识别、知识库、结果执行、学习能力等多任务功能描述。利用多Agent系统并行工作与协作机制,构建了广域保护多代理的体系结构和工作机制,并给出了保护功能分解的多代理分层模型。同时结合广域保护功能,阐述了故障识别、结果执行、通信网络性能监视等几种典型子Agent的详细设计特点、结构、模型及其决策过程。通过多Agent在广域保护中的运用,可以有效实现大规模电网系统在不同运行工况下自适应保护。     

具有容错性能的广域后备保护算法

广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或信息畸变,现有广域保护理论对此考虑不足,文中提出了一种高容错性的广域后备保护算法,用于变电站集中式后备保护.集中式后备保护系统根据本站元件电压、电流信息计算得到的故障方向信息和故障距离信息,以及从相邻变电站收集到的故障方向信息和故障距离信息,通过容错判别来确定故障位置.算例表明,当保护范围内任何一个保护元件误动、拒动或其故障信息丢失时不会造成后备保护系统的错误判别.该算法简单可靠,具有极高的容错性.     

智能电网层次化广域保护系统的关键技术研究

高效、可靠的通信方法是促进广域保护通信服务和电力安全的根本,目前,现有的广域保护系统通信在实时性和可靠性方面研究仍然不足。针对这一问题,基于现有的广域保护研究,研究了智能电网层次化广域保护系统的通信网络建设问题,把智能变电站作为节点划分广域保护系统。智能电网保护控制以广域测量的实时数据作为研究对象,并仿真分析智能电网层次化保护体系的网络性能,研究工作为我国智能电网的发展提供参考和借鉴。     

基于网格平台的中压电网广域保护分析

广域保护系统是解决传统继电保护系统不足的有效手段。阐述了网格平台环境下的广域保护系统及相关技术,介绍了广域保护后备专家系统、广域保护区的形成和划分、广域继电保护算法等内容。通过仿真分析,证明了广域保护系统的有效性。     

分区域广域继电保护的系统结构与故障识别

为促进广域继电保护（wide area protection,WAP）从原理性探索向工程可实现应用性转化,提出分区域广域继电保护的系统结构和故障识别算法,构建了较为明确的保护体系。基于有限广域保护的特点,提出将广域电网划分为类蜂窝结构的分区域系统实现继电保护,并结合集中式和分布式系统结构的优点,提出了更加适合区域电网的分布集中式广域继电保护系统结构。基于智能电子设备（intelligent electronic device,IED）、子站处理单元（sub-station processing unit,ssPu）和区域集中决策中心（regional centralized decision center,RCDC）的3层系统结构通过相互通信实现保护区域的故障判断,同时,在通信系统中断时各层结构又具有独立决策的功能,提高了广域继电保护系统的可靠性。在建立系统层间互助机制的基础上,提出了区域距离保护,系统通过不同信息域的简单逻辑计算实现故障元件识别,可满足广域继电保护的选择性和快速性要求。用鄂东220kV电网系统模型验证了广域保护系统的有效性。     

3层式广域保护系统通信网络

分析了3层式广域保护系统需要传输的消息种类以及各类消息对通信系统的要求,在此基础上选择了IP over ATM over SDH作为网络类型,以充分利用同步数字体系（SDH）光纤自愈环的低时延和可靠性以及异步传送模式（ATM）的服务质量（QoS）和IP的多业务支持;设计了多环网络拓扑并探讨了关键消息传输的通信协议;使用OPNET Modeler对关键信息传输进行了仿真,证实了此通信系统的有效性,仿真结果表明该通信系统可以满足最恶劣情况下的实时性和可靠性要求。     

基于纵联比较原理的广域继电保护算法研究

提出了基于纵联比较原理的广域继电保护算法。该算法通过广域继电保护系统收集特定保护范围内各智能电子设备(IED)的故障方向信息,结合文中定义的IED动作系数AF和关联系数RF进行简单运算,即可确定出故障的位置。借鉴电力系统分析中的N?1原则,提出广域继电保护系统N个元件中的某一个元件失效时整个系统应仍能正确工作的N?1概念,分析了继电保护系统的N?1运行状况,提出了基于广域信息应对该运行状况的继电保护策略。算例分析表明:文中提出的广域继电保护算法原理简单、运算方便、判断结果准确,能较好地克服N?1运行状况带来的影响,可明显提高继电保护系统的性能。     

Multifunctional WAMPAC system concept for out-of-step protection based on synchrophasor measurements

Transmission network control and protection system can be enhanced using synchrophasor measurement data. Wide Area Monitoring, Protection and Control (WAMPAC) systems incorporate three levels of protection functions. The first layer is the basic relay protection, the second layer is the central system protection with wide area protection functions (WAP) and the final layer is the power system control level. Centralized protection can use new methods based on synchrophasor data. The phasor data benefits protection functions of both the second and the third layer. Therefore, to investigate the operation of the different protection functions in a centralized system, a multifunctional Matlab simulation environment is developed and presented in this paper. The model is developed using the experience from the real-time operation and was additionally expanded with new function sets that are also described. Real-time operation measurements from various disturbances are used to validate the model. Validated model is then applied to perform a series of simulations of various events in different conditions in the transmission network, such as breaker operation, short circuit faults and power oscillations. Conducted simulations provide foundations and indicators for the development and definition of criteria needed to implement enhanced central protection system resilient to all disturbances.     

广域继电保护故障区域的自适应识别方法

以降低广域保护范围的系统通信量为目的,提出了广域继电保护的故障区域自适应识别原则及实现方法。结合电力系统故障时序电压的分布特点,讨论了序电压分布受短线路、复故障和高阻接地等因素的影响。同时,实时监视电网广域范围内各母线的序电压,并进行排序计算,由专家系统根据排序结果进行疑似故障区域的分析,实现自适应识别故障区域。故障元...     

遵循IEC 61850标准的广域电流差动保护IED

应用多点信息的广域继电保护已经成为当前继电保护领域研究的热点,IEC61850系列标准的颁布使广域继电保护应用于现场成为可能。文中以广域电流差动保护智能电子设备（IED）为例。借鉴IEC61850功能分层结构、统一对象建模和抽象通信服务接口的特点,对其进行了建模,扩展了广域电流差动保护新逻辑节点,实现了各IED之间的互操作性。对广域电流差动保护IED的硬件实现进行了设计,采用插件式的硬件构成,阐述了逻辑设备与硬件插件间的一一映射关系。     

基于CORBA的混杂MAS广域后备保护系统设计

为避免系统瓦解,优化后备保护系统的性能,使保护和控制实时沟通,互相配合,提出了后备保护系统,它是将一个地区内不同电压等级,不同变电站的所有后备保护人工智能化,并通过光纤网组合成的一个基于CORBA的大型混杂MAS的分层分布式广域后备保护系统。该系统分为区域级、变电站级后备保护系统中心MAS以及元件Agent三级结构,利用MAS和CORBA技术实现系统的各部分的自治和各部分之间的交互活动。针对断路器失灵、过负荷、重合闸的情况通过调整后备保护系统的动作时间、动作方式以及向稳控装置发控制信号,实现保护与控制的相互配合。动模实验证明该系统及优化策略切实可行、易于实现。