继电保护定值在线校核及预警系统开发与应用

为解决传统继电保护定值整定及管理存在的问题,文中设计和开发了一套继电保护定值在线校核与预警系统。该系统从能量管理系统和故障信息系统中获取电网模型、在线运行状态和保护运行定值,通过数据匹配、模型拼接和信息融合对电网一二次系统进行综合建模,采用综合定值比较和保护范围比较的方法进行校核计算,利用影响域辨识和故障预备量排序实现定值快速预警。该系统可对全网各类保护定值的性能进行校核,并可在当前运行方式的基础上自动进行方式预想和预警,在实际工程应用中取得了良好应用效果。     

基于电气介数的继电保护定值在线校核

为了提高在线校核效率,使校核工作更加科学有效,提出了基于电气介数的继电保护定值在线校核方法。将保护所属的节点和线路的电气介数之和作为衡量各保护的重要性高低的依据,然后按照重要度的高低进行排序,再根据此保护重要度降序排序进行在线校核各保护的定值。通过IEEE14节点系统的算例分析,验证了该方法的可行性和正确性,弥补了传统以单一环节数据分析结果作为继电保护定值在线校核依据的不足,提高了电网在线校核效率。     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统

基于暂态仿真得到动态短路电流计算方法,比较了动态短路电流计算方法与静态阻抗等值方法对电网模型处理的差异,指出了动态短路电流计算方法的优越性。基于动态短路电流计算方法设计,建立了继电保护定值在线校核系统。通过能量管理系统获得当前电网真实的运行状态,自动进行各类故障情况下的暂态仿真计算,获得系统各处的短路电流,实现了对继电保护定值的实时在线校核计算;与继电保护装置的当前定值进行比对,对存在安全隐患的情况进行预警。阐述了继电保护定值在线校核系统的实现方案和具体功能。介绍了继电保护定值在线校核系统在华北电网的应用情况。     

基于EMS和故障信息系统的在线定值管理系统构想

针对继电保护定值离线管理模式存在的弊端,提出了基于能量管理系统和故障信息处理系统的在线定值管理系统的构想,该系统能实现定值的在线整定和在线刷新,能对当前运行方式进行定值失配预警及其事故预想.克服了定值离线管理模式的弊端,能从技术手段上更有效地保障电网的安全稳定运行.重点介绍了该系统的结构和实现,并对在线整定在电网大面积停电与电网"黑启动"中的应用进行了探讨.     

一种基于分项综合指标继电保护定值在线校核的新方法

为了更好地解决继电保护定值可靠性的问题,提出了基于分项综合指标的继电保护定值在线校核方法,该方法在国家电网相关规程的基础上,将保护选择性、灵敏性和速动性分项校核,统一规划,以更好地解决地区电网结构复杂、保护配置繁多的问题,使运行维护人员得到直观的分析结果和及时的预警信息。将该方法应用到所设计的通化地区电网在线校核系统中,取得了良好的效果。     

考虑保护重要度的继电保护定值在线校核

现代互联电网运行方式灵活多变,对继电保护的要求越来越高.为了使继电保护定值校核和管理更加科学有效,提出了考虑保护重要度的继电保护定值在线校核.首先将风险评估理论和电网连锁故障风险相结合,得出系统综合风险并将其用于衡量各保护的重要度;然后根据重要度从高到低的顺序对所有保护定值进行在线校核.通过IEEE39节点系统的仿真和算法复杂度的分析,验证了该方法的可行性和正确性,避免了传统随机校核各保护定值带来的不足,对提高电力系统的安全稳定运行有着重要意义.     

基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估研究

对继电保护设备风险程度进行评估,及时发现继电保护系统薄弱环节,对维持电力系统安全稳定运行具有重要作用。以故障发生概率和危害程度作为继电保护定值风险评估的量化指标,提出了一种基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估方法。基于继电保护拒动和误动两个方面对保护不正确动作的概率进行计算,并以相对负荷损失这一特征量来定量分析保护不正确动作的危害。从保护定值的配合关系和继电保护系统的硬件缺陷两个方面,对保护装置整体闭锁和主保护闭锁这两种闭锁情况下的保护定值在线校核策略进行研究,建立以单个保护装置为研究对象的保护定值风险评估模型。通过对某地区电网线路保护装置进行定值风险评估,验证了所提方法的合理性和可行性。该方法有利于发现继电保护系统的薄弱环节,提升电力系统的安全性和可靠性。研究成果对提升电网安全可靠运行具有指导意义。     

继电保护综合故障分析系统研究与应用

为了解决传统人工故障分析模式下获取信息耗时长、信息不全,不能快速准确判断电网故障时保护是否正确动作,影响电网故障后快速复电的问题。本文以提高电力系统故障响应速度为导向,立足于智能电网的自动化、智能化的特征,提出研究一套变电站继电保护故障可视化分析及状态预警系统,实现基于SVG可视化技术的设备故障动态反演、多维度可视化综合故障分析及保护设备元件级状态监视与预警等主要功能。系统在电网故障时能够自动全面获取故障量特征信息,结合保护定值、开关量变位、保护动作时序等因素综合判断保护动作情况,进行动态反演,并将故障时保护相关信息及动作情况自动发送到移动终端,最终给出保护动作结论并提供检修方案让运维人员快速恢复电力系统。     

继电保护整定在线评估及预警系统研究

利用EMS系统提供的实时数据资源,开发了继电保护整定在线评估及预警系统,克服了定值离线管理模式的弊端。根据电网实时运行方式,对保护定值的灵敏性和选择性进行在线校核;与实时系统进行校核结果交互,为调度人员实时决策提供保护运行信息,参照保护定值的校核评估情况发出不同程度的预警。重点描述了该系统的系统设计和关键技术,其中包括与EMS系统数据的接口方法、启动方式及保护定值的在线评估流程。系统具有良好的应用价值。     

一种继电保护定值在线校核评估方法

为了使继电保护定值校核工作更加科学有效,提出了基于保护重要度的继电保护定值在线校核新方法。首先建立了元件停运模型;然后利用事件树分析法构造相关停运事件树,从而得到不同的系统状态;最后基于风险理论计算出线路和保护的重要度指标排序,根据保护重要度降序排序可进行在线校核保护定值。通过IEEE 9节点系统的分析,验证了该方法的可行性及正确性。     

基于大数据的继电保护智能运行管控体系探索

为推进继电保护运维专业管控体系化和全过程各个关键环节管控智能化,探索构建了基于大数据的智能运行管控体系。以继电保护数据中心为基础,构建了现场运维全过程关键环节的四大场景应用,包括现场可视化运维与防误预警、远程运维、工厂化检修、移动电子化作业。实现了继电保护运维专业技术管控的六大高级应用,包括工况评估及趋势预测、电网故障辨识、动作行为智能诊断、准实时在线监视、SCD智能管控和整定计算。该体系有助于解决变电站运行、维护、检修各个关键环节和继电保护专业技术管理存在的系列问题,提高了继电保护设备安全运行管控水平。     

一种电网等值分解及短路计算新方法

近年来我国电网规模及复杂性不断增加,现有继电保护离线整定方法已越来越难满足保护性能的要求。随着广域信息测量及电网通信技术的快速发展,继电保护在线整定无疑是解决上述问题的有效措施,而对大型电力系统网络结构及运行方式进行快速短路计算是在线整定技术发展的一项重要前提。首先提出了一种电力系统扰动域划分方法,在此基础上将复杂大电网等值分解为若干小型子网以简化短路及整定计算求解过程,并进一步基于LDU分解法设计了一种采取并行运算的快速短路计算新方法。基于OPENMP并行计算平台的程序计算结果证明了新方法与传统单核串行计算相比运算速度显著提升,为在线整定技术的发展提供了新的思路及解决方案。     

考虑风电机组馈入电流的风电场汇集线路保护整定计算方法

现行风电场馈线电流保护的整定计算,按照馈线末端有灵敏性整定,当弱电网接入且馈线较长时将造成高灵敏度和低选择性,存在保护误动风险。首先分析了低电压穿越对风电机组短路电流的影响,研究了影响风电机组短路电流的主要因素。然后介绍了风电场典型的保护配置,将风电场场内进行了保护区域划分,研究了馈线电流保护的保护配置规则。接着分析了风电场馈线电流保护的误动风险,以及馈线首端风电机组故障和相邻馈线首端故障时馈线电流保护误动产生的原因。基于上述理论分析,提出了考虑风电机组馈入电流的保护整定计算二次验证法,并给出了计算实例。     

适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型

随着双馈风电机组并网容量的不断增加,风电机组的接入对电网继电保护的影响逐渐增强,研究适用于继电保护整定计算的双馈风电机组短路电流计算方法尤为重要。为了解决这一问题,并考虑到继电保护整定计算的实用性,建立了一种适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型。通过对双馈风电机组基本关系式的推导,得到了双馈风电机组的简化等效电路。通过对简化等效电路以及双馈风电机组发生短路故障时的暂态过程进行研究,推导出等效电动势的表达式,并进一步推导出了双馈风电机组的短路电流计算公式。最后通过仿真验证了等效电路和短路电流计算公式的准确性,为双馈风电机组的继电保护整定计算提供了一种新的等效模型。     

智能变电站继电保护在线运检方法研究

随着信息与通信技术在继电保护系统中的应用不断加深,基于高度信息开放背景下的在线运检成为了提升继电保护系统运维有效性的新模式。首先论证传统运检的有效性和充分性。围绕继电保护全面实时状态评估和可靠有效运检的目标,提出全景信息开放和在线运检的需求。然后全面梳理评估继电保护状态所需的状态信息集,探讨状态信息集的构成及获取方式,提出基于不同类别状态信息的在线运检方法,从而构建在线运检系统的架构,综合利用状态信息发现继电保护的异常。最后,结合传统运检与在线运检提出继电保护新模式的构想。     

基于数据驱动的线路保护定值自适应整定方法研究

为了提高配电网供电可靠性,在配电自动化系统中,通过对线路开关的控制,实现配电网故障自动隔离与恢复供电。然而配电网拓扑复杂,线路重构后配电负荷和运行方式的改变,使得线路上的开关保护定值需要相应的调整,而传统联络开关无法解决这一难题。采用具有智能互联功能的联络开关,基于数据驱动思想,设计了一种线路保护定值自适应整定工作机制。智能联络开关作为线路的智能中枢,能够根据获取的分段开关遥测、遥信等数据,应用自适应整定工作机制来计算保护定值,实现线路重构后开关保护定值与配电负荷和运行方式的自动匹配。算例分析和工程实例验证了方法的有效性和适用性。     

基于变化量模式的继电保护一体化整定计算全网精细模型分层管理方法

为适应特高压交直流混联电网所带来的电网运行方式转变,满足国家电网一体化整定计算的需求,有必要针对统一的互联电网建立起全网精细模型,并能基于全网精细模型进行分层管理、维护和应用。提出了一种基于变化量模式的多级电网精细模型分层管理方法。该方法充分考虑了各级电网模型交互过程中不同阶段的特点,采用不同的方法来保证电网模型的准确性,提高电网模型的生成和维护效率。通过在继电保护一体化整定计算平台中开发应用所述方法来管理国、分、省三级调度的继电保护整定计算数据模型,验证了该方法的正确性及实用性。     

提升距离保护抗过渡电阻能力的研究综述

距离保护作为输电线路保护的重要组成部分,在高压及超高压电网中获得了广泛应用。然而,故障时过渡电阻的存在严重威胁着距离保护动作正确性,易导致保护误动或拒动行为。结合现有研究成果,首先,着重阐述了距离保护分类、配置、整定原则,以及过渡电阻对其动作性能的影响。然后,全面总结了具有抗过渡电阻能力的阻抗继电器、距离继电器和测距式保护研究成果,分析了应用到实际电网中可能面临的问题。最后,结合电网现状和科学技术发展成果,展望了距离保护的发展方向,以期为距离保护抗过渡电阻能力的进一步研究提供参考。     

限流串抗器接入电网对继电保护的影响及整定原则研究

串抗的接入极大地抑制了电力系统的短路电流,与此同时给电力系统的继电保护带来了一定的负面影响。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC仿真正常状态下以及故障状态下串联电抗器对继电保护的影响,分析找出其对继电保护影响的机理。以此为基础,提出了基于串联电抗器不同安装位置的继电保护整定方案,在同一安装位置的整定方案中又进一步提出了不同的整定原则。通过对比分析出不同原则整定方案的优缺点,找出能最大限度降低串联电抗器接入后对继电保护影响的最优整定原则,为后期工程应用提供了理论基础。