有限广域继电保护系统的分区原则与实现方法

对于结构复杂的实际大电网,合理的保护分区是基于集中式结构的广域继电保护工程应用中需要重点解决的关键技术之一.文中基于广域继电保护的有限性概念,论述了广域继电保护系统的分区原则,涵盖变电站中心站的选取、有限广域继电保护范围、边界区域的交互等基本分区原则,满足每条线路在至少一个分区内能实现远后备保护,同时,广域区域内保护分区数目达到最少.将图论技术应用于广域继电保护系统分区的实现,提出基于4级邻接矩阵的搜索方法,原理简单,运算方便,易于实现.IEEE 10机39节点系统的仿真结果验证了该保护分区原则与实现方法的可行性.  

基于综合阻抗比较原理的广域继电保护算法

将两端输电系统的综合阻抗保护原理推广到三端或多端输电系统,提出一种新型广域继电保护算法。针对广域保护区域不同故障时综合阻抗的定义和计算分析,区外故障时,综合阻抗反映区域内线路等效容抗,其虚部大小为千欧级,阻抗角约为90°;区内故障时,综合阻抗反应系统阻抗,其虚部大小不大于600,阻抗角在～90°之间,二者有明显区别。同时,结合广域继电保护对引起差流启动时的不同情况分析,提出三步保护方案以实现输电系统故障判断,正常运行时测量信息错误或变电站直流消失等运行工况的可靠保护。IEEE 10机39节点系统仿真结果表明:该算法容易整定,具有选相能力,且不受分布电容电流和过渡电阻影响,与广域差动保护相比具有较高的灵敏度。  

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。  

ZigBee技术在人员搜救系统中的应用

在CC2430芯片的基础上,提出了一种基于ZigBee的人员搜救系统方案。ZigBee节点获取遇难人员的生命体征并以广播方式周期性发送,搜救系统获取信号后利用无线电信号损耗模型和高斯模型,提取有效RSSI值,并用多圆覆面法实现定位。方案改进了多圆覆面的定位算法,达到了搜救系统的精度要求。此设计便于人员携带,体积小,能量消耗少,具有一定的价值。  

基于多信息融合的广域继电保护新算法

广域继电保护需融合电网多点信息实现故障元件识别,因此,保护算法的高容错性是保证其正确动作的关健.文中提出一种基于多信息融合的广域继电保护新算法,该算法根据电网结构形成故障识别编码,并利用基于常规主/后备保护原理的保护动作信息和断路器位置信息,构建适应度函数和状态期望函数.最后,利用故障前后的适应度分析故障概率,以实现高容错性的故障元件识别算法.基于IEEE 10机39节点系统的仿真表明:所提出的广域继电保护算法动作正确,且能较好地克服信息缺失或信息错误带来的影响,具有很好的实用性.  

基于序电流相位比较和幅值比较的广域后备保护方法

基于广域测量系统(WAMS)和同步数字体系(SDH)光纤环网的广泛应用,广域继电保护有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时引起级联跳闸等问题成为目前研究的热点之一。本文基于分区域分布集中式广域继电保护系统结构,提出一种新型广域后备保护方法,该方法结合系统故障时线路序电压和序电流的分布特点,实时监视分区域各母线序电压的启动,通过对启动母线序电压进行排序选出疑似故障线路,并利用疑似线路两侧的序电流相位和幅值比较构成广域后备保护故障线路识别判据:区外故障时,电流相位相同,大小相等;区外故障时,电流相位相反,大小不定。该方法只需上传故障疑似线路信息,减小了系统的通信量和计算量,同时采用分布参数线路模型消除线路分布电容的影响。该方法原理简洁,易于整定,且适用于系统高阻接地、非全相运行、转换性故障及潮流转移等复杂运行工况,IEEE 10机39节点系统仿真结果表明了算法的有效性和适应性。  

广域保护多Agent系统动态协作机制

以提高广域保护应对系统故障时出现的通信误码、保护失灵和断路器失灵等复杂运行情况的能力为目的，结合故障识别算法，提出了广域保护多Agent系统的动态协作机制。基于分区域分布集中式多Agent广域保护系统结构，结合多信息融合的广域故障识别保护算法，研究广域保护主站和子站，子站与子站间的信息动态协作机制，详述了保护系统对故障识别、容错处理和执行处理等动态协作机制的处理过程，并利用状态机描述多Agent系统的整体协作机制。基于IEEE 39节点系统的算例分析描述了通信错误、保护失灵和断路器失灵等几种典型故障时多Agent间的协作过程。  

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。  

基于WSN重构广域保护紧急通信通道的研究

电网发生极端灾变时常因OPGW光缆损坏而引起通信中断,导致线路主保护乃至线路被迫退出运行,广域保护也会发生类似问题。基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术,提出广域保护紧急通信通道的重构方案。介绍了WSN的系统结构和特点,分析了WSN在发生电网灾变时相对于传统通信方式的优势,并探讨了WSN应用于通信通道重构时的路由协议、数据可靠性,数据融合及延时等关键技术。进而结合纵联电流差动保护,测试不同负载率下的WSN传输实验,并将测试结果应用于广域保护的数字仿真中,结果显示基于WSN重构紧急通信通道能够满足广域保护的需要。在极端灾变时若允许适当降低主保护动作速度,上述方案也能为线路纵联主保护提供通信通道。  

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。故障元件识别算法仅与故障区域内的智能电子设备通信,大幅降低了网络通信量。区别于以往广域继电保护的固定分区方法,系统通过监视故障启动母线的序电压识别故障区域,不受电网结构变化的影响,更易获得电网灵敏度较高的故障信息。仿真实验验证了该方法的有效性。