基于分布式发电技术的配电系统保护研究

随着社会的不断发展,化石燃料也在逐渐的减少,全球变暖问题越来越突出,如何做好可再生能源的开发是目前资源开发的重要任务。对基于分布式发电技术的配电系统保护的研究越来越受到世界各国的重视。本文所研究的基于分布式发电技术的配电系统保护主要针对于分布式电源接入配电网以后对电力系统产生的各种影响,即对分布式发电技术的配电系统保护研究,通过设计有效的保护策略,使其与接入的电网相兼容。在基于分布式发电技术的配电系统保护领域,中国在技术上处于落后地位,仍有许多问题亟待解决,作为新兴发展中国家,我们担负着新能源利用的重大责任。

电力系统广域后备保护中的贝叶斯网故障诊断方法

提出一种广域后备保护中的基于贝叶斯网的故障诊断方法,将传统保护测量元件的动作信号作为证据,权衡证据信息量、诊断模型规模与诊断实时性要求来划分诊断区,分析了保护误动、拒动的随机特性,根据各保护的保护范围的特点,建立诊断区故障诊断模型。算例结果表明该方法正确、有效,具有较强的容错能力。

广域后备保护多代理系统的仿真建模与实现

针对广域后备保护多代理系统分布式协作的特点,为广域后备保护代理构造了环境感知、情景感知、综合决策等智能模块和接口,设计了多代理系统的容错性处理措施。EPOCHS是将电力系统电磁暂态仿真软件EMTDC/PSCAD、机电动态仿真软件PSLF、网络通信仿真软件NS2、Agent集成的电力和通信同步仿真环境,将保护代理映射到EPOCHS予以仿真设计和实现,构造了电网的EMDTC/PSCAD模型和SDH通信网络的NS2仿真模型。通过仿真系统可观察保护代理的内部活动和多代理间的交互过程,从而评价广域保护算法及策略。通过3个仿真实例证明广域后备保护多代理仿真系统的代理设计是正确的。仿真试验能够有效地检验在电力系统故障、保护代理失效、断路器失灵等多种情景下多代理推演带来的整体性能。

基于网格平台的广域后备保护专家系统

传统的后备保护以单元件的保护为出发点,缺乏系统全局的观念。介绍了一种网格环境中的广域后备专家系统,它以保证整个输电线网络的稳定与安全为基础,从广域角度实现线路保护的目的。本文首先讨论了网格技术及其在电力系统继电保护中的应用,包括网格的基本概念和特点以及网格技术在广域后备保护中的应用前景;之后介绍了广域后备保护专家系统(BPES)的基本算法和系统结构。通过仿真,验证了其比传统后备保护的优越之处。

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。

基于CORBA的混杂MAS广域后备保护系统设计

为避免系统瓦解,优化后备保护系统的性能,使保护和控制实时沟通,互相配合,提出了后备保护系统,它是将一个地区内不同电压等级,不同变电站的所有后备保护人工智能化,并通过光纤网组合成的一个基于CORBA的大型混杂MAS的分层分布式广域后备保护系统。该系统分为区域级、变电站级后备保护系统中心MAS以及元件Agent三级结构,利用MAS和CORBA技术实现系统的各部分的自治和各部分之间的交互活动。针对断路器失灵、过负荷、重合闸的情况通过调整后备保护系统的动作时间、动作方式以及向稳控装置发控制信号,实现保护与控制的相互配合。动模实验证明该系统及优化策略切实可行、易于实现。

电力系统广域后备保护算法综述

从国内外多次大停电事故来看,传统后备保护由于存在仅根据本地测量信号进行判断的不足,客观上加速了连锁跳闸的发生。基于广域测量系统的广域后备保护算法引入了系统信息,这使得从全网角度考虑,来制定有利于整个系统的优化控制策略成为了可能。对几种广域后备保护算法的设计思想和识别判据进行了归类与比较,简要分析了各不同原理算法在实际应用中的优缺点。随着后续研究的推进,广域后备保护算法中存在的问题将会得到进一步的解决。

考虑系统振荡的具备识别潮流转移能力的广域后备保护研究

为有效预防距离Ⅲ段后备保护因潮流转移引起误动冲击电网,避免连锁跳闸事故的发生,基于PMU量测信息提出了一种具备识别潮流转移能力的广域后备保护方案。该方案充分考虑了系统振荡过程,引入了能反映潮流转移与各类型短路故障的明显差别的潮流转移识别特征量(Flow transfer identification characteristic,FTIC)的概念,详细地推导了系统功角从0°到180°变化的过程中分别发生潮流转移与各类短路故障时FTIC的不同取值范围,并以此为依据设置识别判据、整定识别延时,详细阐述了方案的实施流程。该方案能够实现无论系统振荡与否,发生潮流转移时及时闭锁距离Ⅲ段后备保护,并保证发生短路故障时使距离Ⅲ段元件继续开放。通过IEEE10机系统的仿真算例验证了所提方案的可行性和有效性。

多Agent系统在广域后备保护中的应用

北美几次大停电事故的分析表明,传统后备保护在系统故障时引起的异常运行状态下容易误动作,引起电网的连锁跳闸.因而随着通信网络和广域测量系统的发展,广域后备保护的研究受到国内外学者的广泛关注.近几年来人们尝试将广域后备系统与新兴的多Agent系统相结合,以加速故障的切除.多Agent系统在广域后备保护中的应用才刚起步,还值得深入研究与探讨.介绍了多Agent系统的概念,讨论了多Agent系统在广域后备保护中的应用,包括其体系结构、保护算法和IP通信实现.

基于多Agent系统的广域后备保护建模和分析

基于已有的多Agent系统及特性,设计了一个电网广域后备保护的分区分层结构系统及其各层的理论模型,分析了各层模型的功能及其协同关系。该模型利用电网广域信息实现各保护装置之间动作的配合协调,以提高保护装置的可靠性和电网的安全稳定性。并介绍了电网广域后备保护各Agent的决策过程,此过程能实现缩短整定延时、快速跳闸切除故障、加速后备保护。

基于专家系统的广域后备保护

对电力系统中的多点信息进行采集,通过计算动作系数确定故障影响范围,如专家系统不能做出决策再通过二级策略确定,逐步缩小故障范围以及最终得出故障隔离方案,使故障对系统的影响降低。通过算例对比分析,验证了基于专家系统的广域后备保护优于传统后备保护,提高了传统后备保护的选择性。

基于广域测控系统的电网后备保护技术分析

在阐述广域测控系统组成及关键技术的基础上,对电网广域后备保护技术的设计思想、设计原理进行了探讨,对于有效精准地避免电网级联误动,降低故障对相邻电网的影响具有积极的现实意义。

基于潮流转移因子的广域后备保护方案

针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护方案存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的可识别潮流转移的新型后备保护方案,引入了用于估算发生潮流转移后电网中潮流分布的潮流转移因子(flowtransferringrelativityfactor,FTRF)的概念,推导了FTRF矩阵的计算方法。对新英格兰10机39节点系统进行了潮流转移的仿真计算,验证了所提出广域后备保护方案的有效性。

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。

电网广域后备保护代理的结构和工作机制研究

基于代理的广域后备保护系统通过多个自治代理,利用广域信息并行工作与协调,能够缩短后备保护动作时间、减少故障隔离范围和防止后备保护在电网异常事件中误动。该文研究了广域后备保护代理的结构和工作机制,建立了保护代理多部件的分层模型,分析其工作流程,构造协作关联域。基于代理之间交换数据型和请求型消息,提出了对等的混合协调模式。针对多代理系统的多种故障进行容错性处理,多个保护代理以协作策略和联合规则运行,使保护的整体性能得以加强,提高系统的可靠性和容错性。利用电网和通信系统同步仿真平台EPOCHS在一个简单电力系统上对所研究的代理进行仿真实验,验证了所提出代理工作机制的有效性和合理性。

广域后备保护故障识别方案

在广域信息基础上,提出了一种基于集中式结构的故障识别方案,根据各序分量排序情况确定故障区域,利用方向和纵差原理来判别故障元件。启动方式保证了经高阻短路故障情况下保护启动的灵敏性;故障区域划分方法既能缩小故障搜索范围,又能准确涵盖各故障元件;故障判别算法能够快速、准确地识别出线路及母线的简单、复合故障。提出了在断路器拒动、一点或一个站信息丢失情况下的故障识别策略。基于河北南网系统实际参数和运行断面进行了大量仿真,仿真结果验证了该方案的合理性和有效性。

基于HLA/Agent的广域后备保护仿真平台设计

为检验广域后备保护算法在广域通信网络环境下的保护性能和保护动作后对电力系统运行的影响,开发了一套基于高层体系结构(high-level architecture,HLA)和Agent的OPNET和PSCAD/EMTDC联合同步仿真平台WAPSS(widearea protection synchronizing simulator)。论述了WAPSS平台的总体结构、各重要组成部分的功能和接口方式以及多Agent的设计,最后以一仿真实例验证了平台的正确性和有效性。保护和通信的联合同步仿真平台WAPSS为广域后备保护工程实现提供了有效的仿真工具。

基于广域网和多智能体的自适应协调保护系统的研究

介绍了一个基于广域网和多智能体的自适应协调保护系统(MAWBACPS)。系统利用IP广域网实现电网广域信息的实时交换;利用多Agent系统在解决分布式在线问题的合作求解能力,实现保护之间动作的协调。提出了尽力自适应的协调保护新思想以及线路电流后备保护的网络化自适应整定的新方法。论文还介绍了MAWBACPS的结构、通信机制、协调控制策略以及相关的智能体设计。基于上述思想和方法研制了仿真系统,仿真试验结果表明:自适应定值计算所需的时间可以被控制在允许的范围内,从而在一般情况下均可实现电网后备保护的自适应协调动作。

基于面向Agent Petri网的广域后备保护建模与分析

提出一种面向AgentPetri网改进型模型,给出了该Petri网模型的一般性结构、网络的形式化描述和结构特性属性的定义及其定理,将Agent的自治性、协作性、容错性在模型中予以具体的表达。针对一种广域后备保护算法为其建立较精确的面向AgentPetri网模型,对其进行L3-活性和多Agent动态行为跟踪有效性的分析。通过算例分析了电力系统发生故障时Petri网的推理过程,验证了所构建的多AgentPetri网模型的正确性和有效性,能较好地构造广域后备保护分布式系统的内部结构和活动,有效地跟踪系统的动态行为,使得广域后备保护系统的设计更加系统化。

流控传输协议在广域后备保护信息传输中的应用

提出基于流控传输协议(SCTP)的通信方式,以解决在电力通信网络与输电线路同时故障时,通过保证信息传输的实时性和可靠性来实现广域后备保护迅速可靠动作的问题。提出提高SCTP通信实时性的措施和改进的SCTP多宿性路径切换方法,并应用于一种广域后备保护系统的信息传输中。在电力和通信系统同步仿真平台上实现通信网络及SCTP、广域后备保护代理和电网建模。仿真实验验证了所提出的通信方式在广域后备保护信息传输中应用的有效性。