广域保护系统功能与可行结构分析

广域保护系统通过收集和分析电力系统广域信息、评估系统的状态,可以实施针对多种系统扰动的多重系统保护,比传统特殊保护系统更加灵敏有效。但是广域保护概念的滥用阻碍了该技术的推广和发展,本文探讨了广域保护的定义,将其限定于针对系统广域扰动的保护和控制而把对电力设备的保护排除在外,以突出广域保护在系统保护领域的优势。文中对比了分散式和现有的集中式的广域保护系统结构,认为前者可以获得较高的可靠性但是不能做到全局最优控制,后者利于实现全局最优控制,但是对控制中心设备性能要求很高。因此,本文提出一种改进型的集中式结构--三层式广域保护系统,并讨论了在广域测量系统基础上实现三层式广域保护系统的可行性。

智能牵引供电系统网络化广域保护通信通道

以数字化、智能化为特征的智能高铁,系统内各要素之间信息充分流通,实现信息空间和物理空间内数据实时共享、交互。数据信息的流通离不开通信技术的支撑和通信通道的建设。智能牵引供电系统是智能高铁的重要组成部分,文章以供电系统中的广域保护测控系统对通信通道的需求为出发点,分析其技术要求和组网方案,并结合现场实例说明了通信通道的重要性。

针对电铁广域保护的智能测试系统设计研究

随着智能化变电所的发展,继电保护的发展更倾向于依靠装置互联组成网络进行综合判别。本文介绍了一种电气化铁路牵引变电所广域保护智能测试系统,该测试系统能够根据需求控制被测装置的模拟量输出,将被测装置的动作节点接入测试系统的开入模块,以便完成被测装置与测试系统的闭环连接。用户根据装置的功能自行设计测试模板,在模板设计完成后,系统能够逐条地对测试项目进行试验并记录被测装置的动作情况,形成测试报告。该测试系统自动化程度较高,并且能较为准确完成广域保护选跳功能与测距功能的测试。

大电网实现信息冗余的广域后备保护系统

信息的冗余是提高互联大电网广域后备保护性能的关键,充分利用传统保护装置配置的独立性,可以提高信息的冗余度。在传统保护装置的基础上增加了广域保护系统功能模块,利用方向元件动作信息和线路保护装置距离I段动作信息判断故障元件,当系统故障时可以利用本站和相邻站的方向元件信息、距离元件信息及断路器状态信息,在信息缺失时可以利用信息的冗余确定故障元件。算例分析表明,该保护算法可以很好地适应信息缺失的情况,在多个信息缺失的情况下仍能准确地判断出线路、母线及变压器发生的故障,对故障元件的判断有很高的容错性。

广域保护系统功能与可行结构分析

广域保护系统主要是针对电力系统广域信息进行收集和分析,同时对系统的状态进行评估,从而能够有效地保护多种系统不会受到扰动。本文针对广域保护系统功能以及可行结构进行了分析和介绍,希望能够对广义保护系统的进一步推广起到有效的促进作用。

电气化铁路广域保护系统自愈重构功能研究与应用

针对电气化铁路供电臂易发生故障且难以及时恢复的问题,提出了供电臂自愈重构方法。该方法基于现有的牵引变电广域保护系统,将变电所站域保护测控装置设为自愈重构主装置,通过建立与故障类型、故障区段相对应的自愈重构流程,利用广域保护系统的广域通道及过程层通道,实现主装置与其他装置之间的信息交互,完成自愈重构功能。通过现场试验验证了该方法的有效性与正确性。

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。

关于电力系统广域保护的评述

为有利于电力系统停电防御体系的进一步发展,讨论电力系统的广域保护,包括广域设备保护和广域系统保护的功能、控制方式及系统结构;回顾其信息采集、知识提取和控制决策方面的进展。从理论和应用相结合的观点剖析广域后备保护的可行性、困难和发展方向;指出需要在算法与受扰轨迹的知识提取上取得重大突破,并与数值仿真相结合,才能真正发挥相量测量单元在广域保护中的作用;强调按风险观点将广域保护与预防控制及传统保护协调的重要性。

分区域广域继电保护的系统结构与故障识别

为促进广域继电保护(wide area protection,WAP)从原理性探索向工程可实现应用性转化,提出分区域广域继电保护的系统结构和故障识别算法,构建了较为明确的保护体系。基于有限广域保护的特点,提出将广域电网划分为类蜂窝结构的分区域系统实现继电保护,并结合集中式和分布式系统结构的优点,提出了更加适合区域电网的分布集中式广域继电保护系统结构。基于智能电子设备(intelligentelectronic device,IED)、子站处理单元(sub-station processing unit,SSPU)和区域集中决策中心(regional centralizeddecision center,RCDC)的3层系统结构通过相互通信实现保护区域的故障判断,同时,在通信系统中断时各层结构又具有独立决策的功能,提高了广域继电保护系统的可靠性。在建立系统层间互助机制的基础上,提出了区域距离保护,系统通过不同信息域的简单逻辑计算实现故障元件识别,可满足广域继电保护的选择性和快速性要求。用鄂东220 kV电网系统模型验证了广域保护系统的有效性。

关于广域测量系统及广域控制保护系统的评述

评述广域测量系统及广域控制保护系统的构成、关键技术及应用领域,提出广域测量预警控制系统的概念。分别讨论了基于纯相量测量单元(PMU)数据的应用功能,以及结合PMU数据与模型仿真结果的应用功能。在此基础上指出广域测量预警控制系统理论和应用的瓶颈及可能的解决途径。

基于广域一体化理念的网络保护系统研究与实施

针对常规保护系统保护对象主要面向单个电力元件,保护设备之间缺乏有效的信息共享的问题,提出并实施了新的基于广域一体化理念的网络保护系统。在研究开发的网络保护系统中,利用电压、电流的同步采样信息以及开关量信息,完成对区域电网多个元件的保护,实现故障点快速定位,不依赖延时实现选择性,优化了保护性能。文中详细地介绍了网络保护系统的结构、功能及工程实施情况。

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。

广域一体化继电保护系统方案

随着计算机及通信技术的飞速发展,继电保护正在向计算机化、网络化、智能化、一体化方向发展。文章针对常规继电保护配置方式存在的不足及缺陷,结合相关技术的发展提出了广域一体化继电保护方案。在这个新方案中,将各个站内主保护和后备保护分别进行集成,在不影响站内保护功能及设备和系统安全性的前提下,对本站内保护、安稳、测量等功能进行整合。同时,将区域电网若干个站的保护与控制整合成一个完整的数字系统。

基于智能多代理技术的广域电网协调保护系统

结合智能多代理系统(multi-agent system,MAS)的技术特点,提出建立基于MAS的广域电网保护协调系统。该系统的保护代理模型采用慎思型的理性智能体(BDI)结构,各代理间通信采用知识提取及操控语言(KQML),实现了各保护代理间的信息交换和协调配合。文章以差动保护为例,重点阐述了主、后备保护区的动态划分,提出了保护动作规则和协调机制,提高了保护系统对电网结构变化的灵活适应能力。

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主、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。

广域保护系统数据网络可靠性评估

本文提出一种广域保护系统数据网络可靠性评估方法。通过对系统硬件可靠性和信息流有效性进行综合评估,实现整体的可靠性估计。首先通过对广域保护系统数据网络典型层次结构,建立故障树可靠性模型,基于此对相量测量单元本地网络和骨干网络进行硬件可靠性评估。其次,考虑相量测量单元数据信息流和控制中心控制命令信息流。最后通过算例进行了量化评估,结果证明广域保护系统数据网络可靠性不仅取决于通信元件的可靠性,同时取决于相量数据集中器(PDC)参数设置和控制命令发送机制。

3层式广域保护系统通信网络

分析了3层式广域保护系统需要传输的消息种类以及各类消息对通信系统的要求,在此基础上选择了IP over ATM over SDH作为网络类型,以充分利用同步数字体系(SDH)光纤自愈环的低时延和可靠性以及异步传送模式(ATM)的服务质量(QoS)和IP的多业务支持;设计了多环网络拓扑并探讨了关键消息传输的通信协议;使用OPNET Modeler对关键信息传输进行了仿真,证实了此通信系统的有效性,仿真结果表明该通信系统可以满足最恶劣情况下的实时性和可靠性要求。

考虑网络保护的广域测量系统通信时延分析

电力系统动态监测与实时决策系统对广域测量数据的实时性提出了很高的要求。文中分析了相量数据集中器(PDC)同步算法的特点和广域通信网时延的机理,建立了广域测量系统(WAMS)通信时延的计算模型;研究了同步数字体系(SDH)网络故障对实时通信的影响,以二纤双向复用段保护为例建立了保护倒换时间计算模型,分析了倒换过程中数据丢包数与倒换时间的关系,讨论了保护路径时延增加对WAMS整体通信时延的影响,并提出了相应的应对策略。实际系统的测试结果验证了所建模型的正确性。该研究成果对后期工程WAMS业务网的组建、相量测量单元(PMU)优化配置及PDC优化选点等有一定的参考价值。

电力系统广域保护与控制综述

分析了目前电力系统面临的挑战和机遇,介绍了广域保护的功能、控制策略及其相关技术在国内外的发展情况, 阐述了当前广域保护系统研究所面临的困难,并指出未来广域保护系统的发展方向是:与传统保护和SCADA/EMS系统整合,采用多Agent体系结构,建立新的信息交换及预警机制。