基于多HSR环网的分布式母差平台及关键技术

保护设备就地化的难点之一是实现母线保护等跨间隔保护设备的就地化,文中在分析现有分布式母线保护特点的基础上,提出了基于多个高可靠无缝冗余环网的分布式母线保护方案和具体的软硬件平台实现架构。文中基于FPGA技术实现了环网报文时延的准确测量及补偿,并提出了不依赖于外部时钟的基于采样事件的采样同步技术。通过采用环网拓扑监视和弱配置管理等关键技术,实现了环网通信状态的实时监视以及子机终端的少配置、弱管理应用,提高了运行维护的方便性。最后,通过对该方案主要性能参数的实际测试,验证了该方案的可行性。     

分布式电力电子高速环网时钟同步技术研究

对于大容量的电力电子装置,采用分布式的模块化控制方案已是一种趋势。由于分布式电力电子装置的分散化控制结构,需要实现多个分布时钟的高精度时钟同步。文中针对级联H桥变换器提出了一种分布式实时以太网高速环网控制结构,并在UDP协议的基础上制定了相应的环网通信协议,通过分析环网主从站设备间的时钟偏差,提出了高精度的主从站设备的时钟同步方案。最后,根据提出的同步方案搭建了以太网高速环网控制测试平台,通过实验结果验证了主从站的高速环网通信和高精度时钟同步,且时钟同步精度在25 ns以内。     

就地化分布式保护环网测试装置研制

就地化元件保护采用分布式架构,各分布式子机间采用环网通信方式。文中针对子机环网报文的测试难点,设计和开发了具备环网测试功能的新型继电保护测试装置。该装置采用双中央处理器(CPU)架构,主CPU负责测试流程管理,环网CPU负责环网数据交换测试。通过配置文本灵活组帧环网报文,开发延时测试、数据一致性测试、转发特性测试、异常报文模拟等功能,校验环网报文实际传输过程中的可靠性和实时性,补充了环网性能测试手段。文中通过单台测试装置即可完成分布式子机的保护功能及环网性能测试。所研制的装置已应用于就地化保护现场调试,为元件保护就地化实施提供了良好的测试手段。     

基于高可靠性冗余环网通信的中压母线差动保护研究

本文介绍了一种基于高可靠性冗余环网通信的中压母线差动(简称"母差")保护技术,采用单间隔综合保护装置完成各自信息采集,将母差保护所需的信息通过环网发送至母差保护装置,母差保护动作后跳闸指令也通过环网到达各单间隔综合保护装置,在不增加电流互感器和接线的情况下实现母差保护功能.母差保护装置体积小、质量轻,可在断路器柜直接安装,测试表明,可以实现一个环网内30个间隔的母差保护功能.     

用于逆变器分布式控制的切换式环网通信与同步方法

针对并联运行三相逆变器模块分布式控制问题,提出采用高速切换式光纤环网搭建分布式控制网络,每一个逆变器模块作为环网中的一个节点。结合具体的环网通信协议,计算切换式光纤环网一个开关周期内完成数据通信的时间,得出切换式光纤环网的应用范围。为了实现并联运行逆变器模块电流均衡并避免产生环流,采用环网中各节点精确同步的控制策略,使各个子节点产生相同的开关驱动脉冲。提出3种应用于切换式环网的节点同步方法,通过分析3种同步方法的时间延迟和同步精度,得出适合并联运行三相逆变器模块的双光纤环网拓扑结构。该结构简单可靠、同步精度高。搭建了切换式光纤环网实验平台,验证了切换式光纤环网通信时间计算方法和节点同步方法分析的正确性。     

基于IEC61850-90-5的分布式区域纵联保护

研究IEC61850-90-5标准,提出了一种分布式区域纵联保护方案。通过UDP多播方式传输可路由的SV和GOOSE信息,实现了站间通信技术标准化,提高了信息共享能力。分析了IEC61850-90-5标准的关键要点,采用同步相量测量技术,实现各测量点电气量同步。提出了专用光纤和复用通道两种方式下的时钟同步方案以及时钟同步丢失的解决方案。设计出HSR环网的站间通信方案有效地保证了通信可靠性。通过工程应用验证了基于IEC61850-90-5的分布式区域纵联保护方案的可行性。     

基于HSR通信的新型弧光保护装置的研制与应用

弧光保护作为中低压母线的主保护,其可靠性尤为重要。基于HSR(高可靠性无缝环网)光纤环网通信的新型弧光保护装置,主单元与多个扩展单元之间通过HSR光纤环网连接。扩展单元就地采集弧光探头信号,通过HSR环网共享数据,实现弧光扩展单元在单光纤异常时弧光数据的实时无缝切换,避免星型网络连接或串行连接方式时网络异常时弧光探头信号数据丢失的风险,提高弧光保护系统运行的可靠性。     

基于HSR通信的配电网分布式母差保护技术研究

介绍了一种能够应用于配电网环网单元中的基于HSR通信的分布式母差保护技术。为了解决简易母线保护不能保护合环运行的复杂配网线路母线故障的问题,将HSR环网协议应用于单间隔保护装置及分布式母差保护装置,同时研究了基于传输延时修正域的电流同步方法及数字化电压并列方法,并进行了实际RTDS故障模拟试验,验证了整体方案的有效性和实用性。     

面向智能变电站的无主站式环网母线保护实现方案

提出了一种无主站式环网分布式母线保护实现方案,在借鉴高可靠性无缝冗余环网(HSR)技术基础上,设计了一种新型的环网同步方案,既可以实现各间隔节点的精准对时,又为组网方式下的采样值同步提出了一种新的解决方案。通过在环网报文设置报文延时修正域,每经过一个环网节点后添加相应节点的驻留延时和传输延时,到达接收节点后根据报文延时修正值推算出对应采样点时刻,从而实现插值同步。环网内各间隔节点采用相同的软硬件配置及保护算法,可以与其他间隔保护就地化安装,满足新一代智能化变电站对母线保护的要求。     

基于双向环网的变压器保护就地化实现方案

为了实现变压器保护的就地化,提出了一种分布式解决方案,按开关配置就地采集及跳闸的保护子机,子机之间通过高可靠无缝冗余(HSR)双向环形高速网络交互数据,其中高压侧保护子机集成主后备一体化保护功能。在总体实现方案分析的基础上,着重论述了环网通信机制和采样同步机制。理论分析与实测数据表明,相比于现有的集中式变压器保护装置,所提出的分布式变压器保护在可靠性和快速性方面具有一定的优势。     

基于SDH网络的广域保护系统研究

阐述了广域保护的基本概念及主要特点,并对广域系统构造、网络通信平台、保护方案实现等加以分析,提出了基于集中分布式的新型广域保护系统,运用先进的SDH光纤自愈环网,满足广域保护对网络实时性、可靠性的要求。以IEC61850建模为基础,提出了广域保护中心和保护子站设计方案。在单个变电站内,利用站内信息,保护子站实现集中保护;在广域电网范围,利用广域信息,保护中心实现广域保护功能;两者利用保护信息的配合,保证电网的安全可靠运行。     

基于关联变电站信息的断路器失灵保护技术研究

阐述了目前断路器失灵保护的基本原理,分析了影响失灵保护动作延时的主要因素。提出了一种基于关联变电站信息的断路器失灵保护及死区保护技术方案。该方案利用与失灵断路器相邻的非故障区域断路器CT构成电流差动保护判据,满足动作条件后跳开与失灵断路器相邻的断路器,实现故障的清除。该方案不受CT拖尾和饱和的影响,大幅缩短了失灵保护动作时间,并且可实现免整定。工程实施采用主子机方式的可扩展架构设计,工程配置灵活。同时保护采样同步不依赖外部对时信号,可靠性高,易于实现,有广泛推广的现实意义。     

高压直流输电线路保护

高压直流输电线路保护的作用是为了迅速准确的检测到各种可能发生的故障,并采取相应的措施,消除和隔离故障,并保护电力一次设备不受损坏或减少设备损坏程度,尽量保持整个电网的稳定运行。各保护的保护范围相互重叠,各保护功能之间精确配合,完成对整个系统的覆盖,不产生保护盲区。     

五段式线路保护方案

传统的线路保护一般采用三段式保护方案。为了进一步提高线路保护的性能，提出了一种五段式线路保护新方案。不灵敏Ⅰ段用于提高Ⅰ段保护的动作速度，灵敏Ⅰ段用于提高灵敏度，不灵敏Ⅱ段用于提高区内短路的抗过渡电阻能力和提高动作速度，灵敏Ⅱ段用于提高Ⅱ段保护的灵敏度和提高作为下一线路远后备的动作速度;Ⅲ段保护作为本线路Ⅰ段、Ⅱ段保护的近后备保护，并作为下一线路的远后备。介绍了五段式线路保护方案的优缺点与性能特征。分析表明，在线路保护装置由微机构成的条件下，不增加微机保护硬件的条件，就可提高线路保护的性能。     

距离保护第Ⅱ段整定新原则研究

介绍了一种新的距离Ⅱ段的整定方法,该方法比传统的距离Ⅱ段保护的范围要大。为了进一步扩大距离Ⅱ段在相邻线路的保护范围,在此方法的基础上,增加在线识别系统运行方式的功能,构成了根据实时数据在线整定距离Ⅱ段的自适应原则,该方法在保证选择性的前提下,比前者有更大的保护范围。     

利用波形回放分析线路保护动作行为的方法研究

对500kV百色站1号主变压器跳闸事故中220kV百沙I、II回线路保护动作进行分析,描述了利用波形回放对200kV线路保护跳闸行为进行分析的实现方法。指出波形回放是验证保护装置动作行为的重要方法。     

基于人工神经网络模型的继电保护的探讨

对神经网络模型的继电保护的发展历史进行了评述,较详细地分析了神经网络在电力系统的母线保护、电流保护和距离保护的应用。回顾并展望了神经网络在继电保护中的应用。     

基于人工神经网络模型的继电保护探讨

对神经网络模型的继电保护的发展历史进行了评述,较详细地分析了神经网络在电力系统的母线保护、电流保护和距离保护的应用。回顾并展望了神经网络在继电保护中的应用。     

电力系统故障分析方法探究

在理解相关继电保护基本原理的基础上，充分利用微机故障录波装置的采样数据或故障波形，有效地结合电网运行方式、继保装置特点和各保护装置技术说明书，克服经验主义的束缚，科学地分析电网事故。在利用保护装置的技术说明书时，理清该装置针对不同故障类型所采用不同的判据模型，分别用对应的判据模型去判别不同的故障类型。经验表明，采用上述分析方法，具有一定实用价值。     

广域保护中基于能量守恒原理的母线及输电线差动保护

提出一种基于能量守恒原理的纵联差动保护，对线路两端或母线各端的有功功率进行比较，若各端功率的和超出整定值，则判定为区内故障。在典型400 kV输电系统模型上，运用MATLAB仿真软件对所提出的原理进行了仿真验证。仿真结果表明，该方法比传统电流比率差动保护更加可靠且计算量小，因而可缩短动作时间。该方法能检测所有故障类型，适应于超高压远距离输电线路。