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。     

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。     

一种广域差动保护实现方法

广域保护是继电保护发展的重要方向之一,其中广域差动保护是一个重要的分支。本文提出了基于IEC61850的广域差动保护的整体架构,定义了差动环的基本概念,提出了广域差动保护的判据以及实现方式。在此基础上,明确了差动环动态扩展的概念,利用扩展环将差动保护用于断路器失灵的后备保护。该方案有效地解决了现有的失灵保护容易误动以及支路异常时的保护速动性问题。动模仿真试验证明了所述方案的正确性。     

基于电流差动原理的广域继电保护系统

介绍了基于电流差动原理的广域继电保护系统,描述了该系统的工作方式,讨论了划分广域保护范围的原则和实现广域差动保护算法所必需的保护智能电子装置(Intelligent Electronic Device,IED)搜索方法。以双母线结构的电网为例说明了保护IED关联域的搜索步骤。为配合电流采样值在广域保护系统中快速可靠地传输,介绍了基于IEC61850 的电流采样值传输模型和该模型映射到以太网通信栈的一般原理。     

基于分相电流突变量相位比较的广域继电保护

随着数字化技术的发展,电流相位差动保护可以得到进一步的应用,特别是降低广域差动保护对精确同步采样的依赖。信息量大导致通信裕度降低是实现广域继电保护的难点。为降低系统通信量,并保证保护的灵敏度和可靠性,提出了一种基于分相电流突变量(简称ΔI)相位比较原理的广域继电保护故障元件识别算法。结合该算法在广域继电保护中的实现,阐述了分相ΔI启动算法、基于补偿电压过零点的同步校正方法以及采样点比对的相位差动策略及其配置于广域继电保护中的应用方案等关键问题。仿真结果表明该算法具有原理简单可靠、动作速度快、灵敏度高等优点,且能够适应高阻接地、非全相运行、故障发展及故障转移等复杂故障工况。     

基于IEC61850-90-1的广域保护信息模型和信息流分析

基于IEC 61850-90-1变电站站间通信标准构建广域保护信息模型.采用分布式系统结构,结合广域电流差动保护算法,扩展新的符合IEC61850-90-1规则的广域电流差动保护逻辑节点,采用隧道通信机制建立基于站间通信的广域电流差动保护信息模型,并给出了站间保护IED交互的信息流.     

考虑电容电流影响的广域电流差动保护

为避免广域电流差动保护受电容电流影响而误动的情况发生,通过对传统电流差动保护进行改进,提出一种不受电容电流影响的广域电流差动保护算法。利用微分方程计算出各线路上的电容电流,采用修正的差动电流对暂态和稳态电容电流进行有效补偿,即在传统差动电流基础上减去计算出的电容电流以使电流差动保护不再受电容电流的影响。利用PSCAD仿真实验将改进的广域电流差动保护与传统原理的电流差动保护进行了比较。结果表明,该保护不受电容电流影响,外部故障时可靠不动作,验证了此保护算法的可行性和有效性。     

微网的有限广域一体化保护

相当规模的分布式电源渗透到配电网形成微网后,深刻地改变了原保护配置的机理.结合微网运行结构和特点,在微网继电保护中引入广域保护理念,提出了一种有限广域一体化的微网保护方案.该方案将多分布式电源以闭式环网的接线方式组成一个有限区域,并选取一个集中决策中心,根据故障分量幅值大小以及与负荷电流相位关系实现故障排查与定位.利用差动判据区内故障动作灵敏性与区外故障制动可靠性的特点,提出一种改进的新跳闸判据,实现故障隔离.最后,通过数字仿真,验证了保护方案的正确性与可行性.     

基于整形变换降容的电流差动保护原理与实现

电流差动保护因速动性好、灵敏度高成为广域继电保护的研究热点,但广域电流差动保护的实施使得设备间纵联通信流量骤增,严重影响了保护性能。基于此,提出一种基于整形变换降容的电流差动保护原理。该原理将多字节浮点型电流模值和电流相位基于单字节整形变换,交换变换信息可以大幅降低通信量;无需解码直接进行差动电流和制动电流计算,构建新的差动保护判据。另外,提出了整形变换原则,分析了改进差动保护的灵敏度,计算变换后的降容率。通过PSCAD数字仿真和动态模拟实验对保护判据进行验证,结果表明该原理能够可靠识别区内外故障,并具有较高的灵敏度。     

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。     

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。     

The research and the development of thewide area relaying protection based onfault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) principle and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

含分布式电源的配电网广域保护容错算法

随着分布式电源的引入,传统的配电网保护系统难以满足运行方式灵活多变的多DG配电系统的要求.为此,基于最大故障特征信息量准则提出了一种适用于含DG配电网的保护算法.该算法以广域保护原理为基础,以通信为支撑,仅利用电流量进行故障搜索方向的判别,适用于无PT通道的中低压配电网.算法分故障区域定位和故障区段定位两步完成.故障区...     

The research and the development of the wide area relaying protection based on fault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) rinciple and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

The research and the development of the wide area relaying protection based on fault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) rinciple and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

基于分区域广域继电保护系统的故障识别算法

随着电网的日趋扩大化与复杂化,基于广域多点信息的广域继电保护系统在向工程实际化转变的过程中越来越受到通信水平的制约。基于广域继电保护系统有限性的思想,对复杂结构的电网进行有序的区域划分,并将故障的识别与保护的动作在各个区域内完成,减小了对通信系统的压力。针对已划分的保护区域,提出了基于故障方向信息比较原理的区域故障识别算法,利用故障时方向元件判别的故障方向,经简单的运算,判断故障的位置。以IEEE10机39节点系统为例,对保护区域进行了划分,并对其中一个保护区域内的故障情况进行了仿真验证,其结果验证了故障识别算法的可行性。     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.     

基于故障电压分布的广域后备保护算法

为解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题,提出一种基于故障电压分布的新型广域后备保护算法.该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值估算另一侧的电压故障分量,以估算值与测量值的比值构成保护判据.该算法不受过渡电阻的影响,发生过负荷潮流转移时不会误动,且算法原理简洁、需要信息量少,对数据的同步性没有严格要...     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。     

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...