電力系統廣域繼電保護

時間：2025-10-24 12:31:26 計算機網絡畢業論文

電力系統廣域繼電保護

　　電力系統廣域繼電保護

　　摘要：廣域繼電保護是近幾年國內外新興的一個研究課題，它的提出是建立在計算機和通信技術發展基礎上的，并且與大型互聯電網的安全性和穩定性要求有著密切關系。

　　分析了目前廣域繼電保護的主要保護原理，電保護與穩定控制有機協調構成的廣域保護已經成為現代電力統的研究熱點，是未來保護與控制的發展方向。

　　關鍵詞：廣域繼電保護;系統結構;控制策略?

　　一、引言?

　　隨著我國電力需求的與日俱增，電力市場改革的深化與發展以及電力系統規模的不斷擴大，電力系統日漸接近極限運行，其運行與控制更為復雜，發生擾動以及故障的可能性更大，這些都對電力系統安全提出了更高的要求，對我國的繼電保護以及安全穩定控制帶來了新的挑戰。

　　近年來，我國以特高壓電網為骨干網架的各級電網在迅速協調發展，建立以信息化、自動化、互動化為特征的統一堅強智能電網川的要求十分迫切。

　　智能電網的建設必須依托更精確，更快速，更完善的通訊系統以及信息共享平臺，這為基于廣域信息的廣域保護系統的發展提供了契機。

　　二、廣域繼電保護概述?

　　繼電保護技術是隨著電力系統的發展而發展起來的。

　　電力系統在運行中，可能發生各種故障和不正常運行狀態，最常見同時也是最危險的故障是發生各種形式的短路。

　　在電力系統中，除應采取各項積極措施消除或減少發生故障的可能性以外，故障發生時，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統安全運行的最有效方法之一。

　　現代電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力。

　　(一)電網互聯的發展趨勢對繼電保護提出了更高的要求，不僅要求故障發生時繼電保護裝置能快速可靠地切除故障，還要求在系統遭受較大擾動時能保證其安全穩定地運行;

　　(二)當前繼電保護系統存在的某些間題難以有效地解決，必須探索新的保護原理;

　　(三)以全球定位系統(GPS)為基礎的相量測量單元(PMU)技術導致了廣域測量系統(WAMS)的誕生PMU可測量系統各個結點的電壓、電流相量，誤差不大于1μs，為廣域保護提供了能同時采集全電網多個結點信息的有效手段;

　　(四)通信技術的發展為廣域保護的實現提供了技術保證，以太網(Ethernet)正在逐步代替現場總線，高壓變電站間鋪設了光纖環網，將信號傳輸延時控制在幾十ms以內，可以應用于全電網的動態實時監測。

　　三、廣域繼電保護系統?

　　廣域繼電保護系統可定義為：依賴電力系統多點的信息，對故障點進行快速、可靠、精確地切除(包括主保護和后備保護)，同時分析故障切除對系統安全穩定運行的影響，并采取相應的措德，能同時實現繼電保護和自動控制功能的系統稱為廣域保護系統.廣域保護系統是一個復雜的系統，它的研究現狀可以概括為以下3個方面：?

　　(一)廣域保護系統的一般結構?

　　廣域保護系統由各個變電站或發電廠的廣域保護裝置組成，經路由、光纖環網相連接。

　　以集中式廣域保護裝置為倒，每個變電站設置棗央處理單元(IED)和若干個終端設備，經以太網相連接.對應予每臺斷路器設置終端設備，用以采集安裝點的模擬量和開關量信息，對信息進行簡單處理，與本變電站的IED連接，上傳、下傳信息與命令，按命令執行跳、合閘操作。

　　變電站的IED接收來自各個終端設備的信息，并與其他變電站的IED交換信息，做出保護與控制決策后下傳至終端設備執行變電站的所有廣域保護算法都集中在lED中。

　　(二)基于不同原理的廣域保護算法與控制策略?

　　開展基于廣域信息的繼電保護和安全自動控制算法的研究是實行廣域保護的關鍵，是當前的研究熱點。

　　構成廣域繼電保護算法應遵循以下幾個原則：1、在滿足故障判斷的前提下，所利用的信息越少越好;2、所利用的信息在形式上越簡單越好;3、故障判斷和計算過程越簡明越好;4、能應付各種非正常情況，如IED拒動和誤動、斷路器失靈、變電站直流故障等。

　　據不完全統計，目前提出的保護算法與控制策略有：基于網格(Grid)計算的廣域繼電保護系統、基于專家系統的廣域電流差動保護、利用A—gent的電網后備保護、基于圖論的電網廣域差動保護、能識別潮流轉移的廣域后備保護等。

　　(三)廣域保護的通信網絡?

　　通信技術為廣域保護的基礎。

　　廣域保護的通信系統分為變電站內部的通信系統和變電站之間的通信系統，站內通信屬于局域網通信，采用以太網;而站間通信屬于廣域網通信，采用同步數字體系、異步傳輸模式協議的光纖通信及低軌道衛星通信。

　　當前我國在電力系統的高壓和超高壓變電站內開始敷設了光纖以太網，在各變電站之間敷設了光纖環網，使得高性能、低延時的實時通信成為可能。

　　對于廣域保護的通信系統，不僅要有強健的底層通信網絡進行承載，還要有上層的通信協議來保證。

　　電力系統發生故障時有大量的、類型不同的數據在網絡中傳輸，需有適應這種特殊情況的數據通信模型和通信協議，否則有可能造成通信阻塞和數據丟失。

　　國際電工委員會頒發的變電站通信網絡標準IEC61850，提供了標準的數據通信模型，支持了局域網和廣域網的數據傳輸。

　　四、廣域保護應用?

　　廣域保護的應用總的來說還處于起步階段，目前國內外還沒實現大規模應用，典型應用如：華東電網公司研發了一套針對華東電網的廣域動態監測系統，目前該系統已進入運行階段。

　　在試運行中，該系統成功捕捉了2006年“桑美”臺風登陸浙江、福建造成的電網短路故障、浙江烏沙山電廠60萬千瓦機組的甩負荷試驗狀況，并經歷了華東電網電力市場第二次調電試驗考驗，為華東電網安全穩定動態監視、預警和在線決策提供了技術手段，為運行方式的研究、電力交易的穩定校核和離線事故分析提供了技術支持。

　　五、總結?

　　由于微機保護具有強大的邏輯分析、判斷和數值計算的能力，并可以利用網絡進行通信，通過廣域保護和電網的信息交換來提高保護裝置的性能的自適應、基于多agent的保護以及廣域保護引起了國內外電力界學者和工程技術人員的廣泛重視，經過長期不懈地努力，已取得初步的成果。

　　參考文獻：?

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　　[2]陳德樹，張哲，尹項根.微機繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2000.?

　　[3]崔家佩，孟慶炎.電力系統繼電保護與安全自動化裝置整定計算[M].北京：中國電力出版社，1993.

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