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.     

集中决策式广域后备保护的分区模型与优化算法

广域后备保护具有整定配合简洁、不受电网潮流转移影响等优点,可有效防止由传统保护隐性故障引发的电网连锁跳闸事故。但如何在实际大规模电网中划分合理的保护区域是其面临的难题。本文针对集中决策式广域后备保护提出了相应的分区评价指标。以电网的分区最长通信距离评价广域通信的实时性,并结合分区经济性和均衡性指标构建了分区目标函数。同时,提出了一种基于二层搜索分区的优化分区算法。该算法通过优化分区搜索节点策略缩短了进化种群中的染色体长度,在自适应优化分区数目的同时,大幅减小了分区算法的搜索空间。基于IEEE 39和118节点系统的仿真表明,所述分区算法在对不同规模电网进行分区时均具有较高的运算效率,并能较好地满足分区评价指标的要求。     

基于GPS的广域保护终端装置研究

为从整体或区域电网的角度提升继电保护系统的性能、构建实际的广域保护系统,介绍了一种基于全球定位系统(GPS)的广域保护终端装置。该保护终端装置采用模块化结构,每个终端都配置了GPS信号模块和远程通信模块,可通过专用的通信网络共享电网广域信息。阐述了由该终端装置构成的保护系统利用电网广域信息进行保护策略的制定,实现电网中不同地点保护之间动作的协调配合,实现快速的和最小范围的故障隔离,加速后备保护的动作,改善后备保护的性能,并能实现自适应保护。最后,从应用的角度讨论了该装置在实际运行中需要注意的GPS信号可靠性与通信可靠性等关键问题。     

电力系统新型广域后备保护系统的设计

提出了一种新型广域后备保护系统的设计,该系统从整个电网的角度基于多点测量信息对电力系统的故障进行分析,有效解决了常规后备保护出现的级联跳闸等技术难题,增强了电力系统安全运行的可靠性.文中讲述了该广域后备保护系统的组成、功能,并比较了该广域后备保护系统与传统后备保护相比的优点.     

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。     

一种广域后备保护多Agent系统的动态行为分析

研究了广域后备保护多Agent系统采用对等协商模式、UDP通信协议、SDH光纤环网的动态行为。对广域通信网络、通信协议及模式进行选择,在美国电力和通信同步仿真集成环境EPOCHS上构造通信网络的NS2模型,通过仿真实验统计网络通信延迟,分析两种电网故障下多Agent的交互协作过程、通讯模式和通信网络对广域后备保护动作时间的影响。实验表明,SDH通讯专用网能满足广域保护算法对通讯的需求。     

广域后备保护影响因素的分析

近几年来国内外逐步开展了基于广域通信网络的广域后备保护研究,以保证电力系统的安全稳定与可靠。本文在分析国内外有关广域后备保护系统的基础上,指出了影响广域后备保护系统发展的主要因素,它包括算法本身、系统的体系结构、广域通信网络的延迟和基于高性能处理器的保护装置设计等,为广域后备保护的进一步研究提供了一定的借鉴。     

采用IEC 61850构造变电站广域保护代理的信息模型

基于代理(Agent)技术的广域后备保护有助于提高电网安全,因此得到人们的关注和研究。文中提出采用IEC 61850构造变电站广域后备保护代理的信息模型。阐述广域后备保护系统分布式对等协商的一般性体系结构,研究保护智能电子设备(IED)中包括广域后备保护代理在内的逻辑节点组成。将保护代理设计成扩展型逻辑节点,具有接口层、高级处理层、基本服务层嵌套对象结构。根据一种广域保护算法,阐述基于多任务的保护代理与其他逻辑节点的协作流程和设计。研究位于不同变电站的保护代理之间点对点远程通信原理,分两阶段提交。协商消息以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)等报文为基本内容,采用用户数据报协议(UDP)或传输控制协议(TCP)区分传输。广域后备保护代理模型在EPOCHS平台得到仿真实现和验证。     

基于WAMS的潮流转移识别算法

针对威胁电网安全运行的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统的潮流转移识别算法,引入了用于估算发生潮流转移后电网潮流分布的潮流转移因子的概念,并给出了严格的定义与计算方法,提出了可识别潮流转移的广域后备保护方案.在3机系统进行了潮流转移仿真,结果表明该广域后备保护方案具有良好的识别潮流转移能力.     

一种基于软实时通信的广域保护原理

根据传统系统实时性的划分方法,同时考虑通信满足传输时限要求的能力,把广域保护通信实时性划分为硬实时系统、软实时系统和非实时系统,分别介绍了3种通信方式的概念和特点。分析了软实时系统相对于硬实时系统的优势,说明软实时通信技术更能满足广域保护的要求。提出基于软实时通信和参考相量同步法的广域差动保护,介绍了这种保护的采样同步原理和保护原理。该保护可用于线路后备保护,有助于解决短线路距离Ⅲ段难以整定配合的问题,也可以作为区域电网的总后备保护。     

上海500 kV电网首次应用的双重化配置主后备一体化的主变保护研究

为落实<国家电网公司18项电网重大反事故措施>双重化配置的变压器应使用主、后一体化的保护装置等相关要求,结合上海电网和现场运行实际,在徐行500 kV第3台主变工程中,选用国产双重化配置主后备一体化的主变保护并成功进行工程应用,给电网和负荷密集地区的500 kV主变主后备保护一体化的双重化配置提供了成功的实例.     

基于光纤网的后备保护系统的研制

在继电保护体系中,后备保护不正确动作对系统的影响非常大,随着电网结构日趋复杂和运行方式日益灵活,后备保护的整定也日益复杂和难以协调,这也是造成电力系统级联跳闸的主要原因。文章研制了基于光纤网的后备保护系统,利用网络和通信技术,在传统后备保护系统中增设了集中智能控制处理环节,增强了电力系统安全防御第一道防线的安全可靠性。文章阐述了该系统的结构、功能设置和算法, 并进行了详细的仿真,仿真结果验证了该保护方案的可行性和优越性。     

新型广域高压输电线路后备保护系统实时通信的研究和应用

电网的大范围互联对电力系统稳定性提出了更高要求,本文对此提出了一种既能提供元件保护又能确保系统稳定的广域线路后备保护方案;详细讨论了该方案中的实时通信,包括通信硬件环境、通信规约和通信过程。该方案已通过静模试验,各项指标达到运行要求,即将投入现场试运行。     

广域电流差动保护区划分专家系统

微机技术、通信技术的发展及其在电力系统中的应用推动了数字式差动保护的发展,从而使得在广域保护系统中应用电流差动保护成为可能.作者提出了一种基于图论方法的专家系统,根据SCADA系统中一次、二次设备状态信息及拓扑连接关系,在线确定各一次设备的电流差动主、后备保护区.属于同一保护区的保护装置间可以相互通信实现主、后备差动保护.文中分析并制定了专家系统的知识表示方法和搜索策略,并利用该专家系统生成了两种运行方式下的主、后备保护区.     

A wide area differential backup protection scheme for shipboard application

A new wide area differential protection (WADP) system is proposed to suit the need of the shipboard application where short cables make conventional backup schemes impractical. The close proximity of all the components in a shipboard power system makes communication less of an issue than in a land-based system. With an overall view of the protected system and by use of a differential search algorithm, a minimum fault isolation area is decided. A built-in confirmation mechanism avoids unnecessary or false tripping due to protection component failure. The principle of the WADP system is described in detail in this paper. Simulation results are shown for a small Shipboard Power System (SPS).     

分层式电网区域保护系统的原理和实现

目前在高压电网中广泛使用的主保护是基于高频通道的纵联保护,而后备保护的信息则来源于单端信息的测量。文中分析了纵联保护和传统后备保护存在的问题,并结合变电站铺设光纤的现实条件,提出了一种新型的基于光纤环网通信,实现电气信息共享来进行故障定位的分层式区域保护系统。该系统可与传统的主保护和后备保护协同工作,进一步加强电网的第一道防线。详细介绍了区域保护系统的层次结构以及工作过程,阐述了用于故障定位的零、负序方向元件的原理,以及基于序分量和阻抗的综合选相元件的原理。EMTP仿真了各种故障,特别是区内外复杂故障情况下系统的动作行为,仿真结果证明了此系统的正确性。     

基于多Agent的广域电流差动保护系统

提出了一种基于多Agent的广域电流差动保护系统,借助专家系统实现电流差动丰、后备保护区的动态在线划分,然后通过各保护Agent间的配合协调实现对整个电网的主、后备电流差动保护。制订了差动保护主后备保护区划分专家系统的知识表示方式和保护区搜索策略,提出了各保护Agent间配合协调的行为规则和通信方式,对该保护系统的通信系统进行了仿真分析,并提出了通信中断等故障时防止差动保护误动的预防性自愈合措施。     

扩大内桥接线的备用电源自动投入的探讨

随着电网负荷的飞速增长 ,有 3台主变的 110kV变电所将逐渐增多 ,采用扩大内桥接线的变电所也逐渐增多。扩大内桥接线存在多种运行方式 ,也存在多种备用电源自投方式 (简称备自投 )。备自投的启动条件是可以满足要求的 ,但是出口回路比较复杂 ,利用空跳、空合的方式可以找到一种通用的出口逻辑。备自投闭锁条件仅考虑主变保护动作。     

利用Agent实现新的电网后备保护

提出了一种新的利用Agent实现的电网后备保护系统.它优于由传统第Ⅲ段保护构成的后备保护系统,动作更快而且更具有选择性,其自检和纠错能力能减少保护的不正确动作.阐述了:Agent的基本思想,分析了Agent保护通信特点,提出了基于Agent的电网后备保护系统原理结构、算法和IP通信实现,利用电力和通信系统同步仿真平台EPOCHS在一简单电力系统上对所提出的保护系统进行了仿真实现,证明了所提出的方法的有效性.