基于暂态量的继电保护研究

电力电子化设备的广泛应用导致电力系统故障暂态过程更加复杂、快速,对继电保护的“四性”提出了更高要求,基于暂态量的继电保护优势更加凸显。首先介绍了电力电子化电力系统的故障特性,详细分析了电力电子器件的快速调节特性与脆弱性以及对电力系统故障特性的影响。其次全面梳理了暂态量在线路保护中的应用,包括行波波头保护、单端暂态量保护等,并进一步分析了基于双端(多端)暂态量的保护新原理和新方法。最后给出了对暂态量保护研究的建议,通过合理利用故障全过程中丰富的暂态信息,实现与故障信息自适应匹配的高速暂态量保护,全面筑牢电网安全的“第一道防线”。     

加强三道防线建设确保电网的安全稳定运行(摘要)

《电力系统安全稳定导则》规定我国电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准分为三级: 第一级标准:保持稳定运行和电网的正常供电[单一故障(出现概率较高的故障)]; 第二级标准:保持稳定运行,但允许损失部分负荷[单一严重故障(出现概率较低的故障)]; 第三级标准:当系统不能保持稳定运行时,必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失[多重严重故障(出现概率很低的故障)]。 我们设置三道防线来确保电力系统在遇到各种事故时的安全稳定运行: 第一道防线:快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施,确保电网在发生常见的单一故障时保持电…     

停电难题把脉人——记全国劳动模范、继电保护专家柳焕章

正全世界的电网大事故,无一例外都与继电保护动作正确与否直接或间接相关。如果继电保护不能正确动作,非但不能充当电网安全第一道防线,还会为扩大事故推波助澜。这么一个从电力系统诞生就已存在的世界性技术难题,它对电网安全、国家安全的意义毋庸置疑,却一直未被攻克。而世界上已经发生的多起大停电事故,均由于过负荷引起非故障线路距离保护动作,造成事故范围扩大。2012年印度"7·30"大停电后,一个人跟他的老朋友——中国电科     

电力系统继电保护与安全控制面临的挑战与应对措施

高比例波动性新能源接入电网、交直流特高压远距离输电以及大量电力电子设备的应用给现有电网继电保护和安全控制带来严峻挑战。电网发展对现有技术带来困难的同时也对我国长期以来形成的电力系统“三道防线”安全防御体系提出了更高的要求。首先,详细分析了电力系统继电保护与安全控制系统在新型电网环境下面临的各种挑战及其形成原因。然后,归纳总结了能够应对这些挑战的有利环境基础与技术条件,并为技术发展与科学研究指明了方向。最后,探讨研究了新型保护的工作模式、保护新原理、保护信息共享、保护与电网安全控制的协同技术、电网预防性控制功能,并建立了实现信息共享且能良好适用新技术的“区域协同+分布自治”新型电力系统安全防御体系。     

陕北区域电网安全稳定自动控制系统分析

现代电力系统的实时性及其复杂性使得对电力系统可靠性、安全性的要求达到了一个空前的高度。在电力系统装设安全稳定紧急控制装置,是提高电力系统安全稳定性、防范电网稳定事故、防止发生大面积停电事故的有效措施。安全稳定控制装置是维持电力系统安全稳定和可靠运行必不可少的第2道防线和第3道防线。同时也应注重安全稳定系统的检查及维护,避免系统拒动或误动。     

配电网继电保护

正配电网作为电力供应的神经末梢,连接着输电网和电力客户,其网络结构复杂,运行条件千差万别,经济、安全、可靠供电的任务十分艰巨。分布式发电、大规模储能和电动汽车充换电站的接入,给配电网运行控制带来新的挑战,同时也提供了新的技术手段。继电保护用于在电力系统中检出故障或其他异常情况,从而切除故障、终止异常情况、发出信号或指示。作为保证电网安全运行的第一道防线,继电保护     

电网第三道防线问题分析及失步解列解决方案构想

三道防线是电力系统安全防御体系的重要组成部分,第一道是继电保护系统,第二道是包括稳控装置及切机、切负荷等措施在内的电力系统安全稳定控制系统,第三道由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成。鉴于目前第三道防线尚存漏洞或不足,分析了振荡中心转移至主网内部、故障点切除不掉引起远后备保护无选择动作、重要联络线的相继开断造成的潮流大转移引起受端系统电压不稳定、距离保护三段在线路严重过载时误动作引起的连锁反应及大机组保护装置参数与电网不协调引发的事故等五种情况。针对这些情况提出了若干解决的对策,特别是研究和提出了构建互联电网的综合解列控制系统的方案,解决了振荡中心转移到主网内部时能及时采取解列等优化措施,解决了电压不稳定事故发生前隔离故障区域或将难以控制的电压崩渍事故转化为容易解决的频率稳定问题等,这些对策可显著增强电网的第三道防线。     

基于"三道防线"的广域保护系统及算法研究

为满足大规模互联电网对运行安全性和可靠性的要求,防止发生大规模系统崩溃事故,提出了一种基于“三道防线”的广域保护系统,在借助电力通信系统条件下可获得电力系统广域保护的运行信息,针对不同的运行阶段采取不同的保护和控制措施,使原有的各条防线不再独立运行,而是相互配合协调动作。广域保护系统运行信息的获取使性能优越的保护和控制算法成为可能,为此,进一步提出基于保护元件——智能电子装置(以下简称IED)关联系数(kr)和动作系数(ka)的广域继电保护算法,算例结果分析表明,该算法能够快速、准确地判断故障位置,并能够克服IED拒动带来的动作延时过长、切除线路范围过大等缺点,大大提高大规模互联电网运行的安全性和可靠性。     

特高压同步电网安全性论证

根据《电力系统安全稳定导则》,从短路电流、静态安全性、暂态稳定性、动态稳定性等方面,校核了特高压同步电网方案的安全稳定性;根据《电力安全事故应急处置和调查处理条例》要求,校核了可能发生的自然灾害导致的电网严重故障下,特高压同步电网的承受能力及可采取的措施;根据第3道防线的设置原则和要求,分析了由低频减载、低压减载和解列控制构成的第3道防线在特高压同步电网的适应性。结果表明,特高压同步电网安全性满足《电力系统安全稳定导则》的要求,承受严重故障能力强,第3道防线可有效控制事故范围,避免出现大停电;采用基于广域同步量测信息的自适应解列、交直流协调控制等技术可以进一步提高系统的安全性。     

2017年湖北电网220 kV及以上电压等级继电保护及安全自动装置运行情况分析

继电保护作为电力系统的第一道防线,是电力系统的重要组成部分。本文着重对2017年湖北电网保护装置微机化、国产化、设备运行年限、保护正确动作率、继电保护设备缺陷异常情况等方面作了细化分析,全面总结了2017年湖北电网220 kV及以上交流系统继电保护及安全自动装置设备装备状况和运行情况。     

电网故障信息系统中的故障分析与判断

提出一种基于保护动作行为模型及电网故障特征的数据融合方法,用于实现故障信息系统中一次故障的关联识别;从保护装置故障信息汇总与分析、电网故障判断、线路两端故障信息融合等方面,重点阐述了保护动作信号一次故障关联、电网连续故障判断、故障报告汇总及双端测距实现等的应用。     

基于广域信息的继电保护实时评价研究

继电保护运行状态监测和状态检修是提高继电保护运行可靠性的重要手段。提出了一种基于广域信息的继电保护实时评价方法,并进行了实时评价系统的研制。实时评价系统通过获取电网调度系统、保信主站和故障录波器主站的信息,对每次继电保护的动作行为进行全局性实时评价、状态评估并生成相应报告,大幅减少了事故分析的时间,增加了事故分析的广度,提高了事故分析的质量。实时评价系统全面分析与故障线路相邻的所有未动作线路的保护信息,从这些设备的录波信息和中间节点信息中分析其动作行为,发现其隐患,保障电网更安全的运行。该系统已在国网安徽省电力公司调度中心试运行,运行结果表明该方案具有良好的可行性,有效提高了运维人员的维护效率。     

New development in relay protection for smart grid

This series of papers report on relay protection strategies that satisfy the demands of a strong smart grid. These strategies include ultra-high-speed transient-based fault discrimination, new co-ordination principles of main and back-up protection to suit the diversification of the power network, optimal co-ordination between relay protection and auto-reclosure to enhance robustness of the power network. There are also new development in protection early warning and tripping functions of protection based on wide area information. In this paper the principles, algorithms and techniques of single-ended, transient-based and ultra-high-speed protection for EHV transmission lines, buses, DC transmission lines and faulty line selection for non-solid earthed networks are presented. Tests show that the methods presented can determine fault characteristics with ultrahigh-speed (5 ms) and that the new principles of fault discrimination can satisfy the demand of EHV systems within a smart grid.     

New development in relay protection forsmart grid

This series of papers report on relay protection strategies that satisfy the demands of a strong smart grid. These strategies include ultra-high-speed transient-based fault discrimination, new co-ordination principles of main and back-up protection to suit the diversification of the power network, optimal co-ordination between relay protection and auto-reclosure to enhance robustness of the power network. There are also new development in protection early warning and tripping functions of protection based on wide area information. In this paper the principles, algorithms and techniques of single-ended, transient-based and ultra-high-speed protection for EHV transmission lines, buses, DC transmission lines and faulty line selection for non-solid earthed networks are presented. Tests show that the methods presented can determine fault characteristics with ultrahigh- speed (5 ms) and that the new principles of fault discrimination can satisfy the demand of EHV systems within a smart grid.     

具有低电压穿越能力的风电接入电力系统继电保护的配合

具备低电压穿越能力的风电机组要求在一定的故障条件下不脱网,需要相关继电保护与之配合。详细分析了风电场送出线以外输电系统元件故障、风电场送出线故障、风电场内部电网故障以及风电机组本体故障情况下,输电系统保护以及风电场内部保护应有的配合关系。进一步分析了当前集中式接入风电场的继电保护配置,指出风电机组保护及变流器保护选择性不强,在风电场内部保护或系统保护动作切除故障之前,风电机组已经脱网,而且将风电网等同于单侧电源的配电网,没有考虑风电机组对短路的贡献。最后分析了单风电机组本体保护、风电场主变保护、风电场送出线保护需要进行的改进,以保证低电压穿越能力的发挥,并指出各保护需要注意的问题。     

基于溯因图的电网智能告警系统研究

在电网事故发生后,对告警信息进行智能分析和展示对调度员快速准确处置事故尤为重要。通过从SCADA系统获取一次系统模型,从保信系统获取二次系统模型,采用基于溯因图的故障诊断方法,分析SCADA系统和保信系统提供的开关变位、保护动作、重合闸等告警,智能推理故障元件和故障类型,并以分类告警列表、诊断简报、告警事件树等多种方式清晰、友好地展示告警诊断结果。实用证明该系统能有效对故障信息进行智能分析展示,提高调度员电网事故时快速准确处置能力,具有较好的实用性。     

大电网继电保护技术应用与发展

基于互感器技术、保护原理以及通信技术,分析了互感器的特性、选型和非传统互感器的发展;各种继电保护原理特点和特高压保护的配置;通道延时、数据同步、时钟同步以及IEC61850和通信技术的发展对保护系统的影响,提出了在大电网继电保护技术应用中要注意的若干问题.     

Remote monitoring system for real timedetection and classification of transmissionline faults in a power grid using PMUmeasurements

Remote monitoring of transmission lines of a power system is significant for improved reliability and stability during fault conditions and protection system breakdowns. This paper proposes a smart backup monitoring system for detecting and classifying the type of transmission line fault occurred in a power grid. In contradiction to conventional methods, transmission line fault occurred at any locality within power grid can be identified and classified using measurements from phasor measurement unit (PMU) at one of the generator buses. This minimal requirement makes the proposed methodology ideal for providing backup protection. Spectral analysis of equivalent power factor angle (EPFA) variation has been adopted for detecting the occurrence of fault that occurred anywhere in the grid. Classification of the type of fault occurred is achieved from the spectral coefficients with the aid of artificial intelligence. The proposed system can considerably assist system protection center (SPC) in fault localization and to restore the line at the earliest. Effectiveness of proposed system has been validated using case studies conducted on standard power system networks.     

基于非最严苛电网运行方式的超高压线路距离保护整定方法

分析了西北电网三起因保护拒动而导致的故障范围扩大事故,指出现有基于最严苛电网运行方式的超高压线路后备保护整定可能导致保护定值灵敏性不足、无法可靠动作的问题。提出了基于非最严苛电网运行方式的超高压线路距离保护整定方法,距离II段采用接近于实际的检修方式进行整定,距离III段采用考虑对侧故障可靠切除后的运行方式进行整定。该整定方法在改善配合关系的同时,能够最大限度地发挥距离保护对本线和相邻设备的后备作用。实际算例验证了该整定方法的有效性。