基于智能变电站的站域保护原理和实现

为了克服现有继电保护系统配置无法发挥智能变电站本身优势的缺点,该文针对三层式的继电保护体系架构,分析了智能变电站站域保护的功能、实现方式、算法及原理。基于反序网络中母线电压为零的特点,提出了并联电抗电流的出线故障性质判别新方法和基于反序网的双回线路故障测距方法。将高压线路并联电抗器电流引入线路保护,形成了智能变电站带并联电抗器线路保护的新方案。该保护方案具有通过所获取的信息弥补该间隔缺失的保护功能,从而能够快速切除故障。

智能变电站集中式站域保护系统的可靠性分析

集中式站域保护作为一种新型保护系统,其构建模式与传统保护系统存在较大差异。根据集中式站域保护的结构和运行特点,综合考虑各组件的失效和修复过程以及站域保护系统的容错功能,建立集中式站域保护可靠性分析模型和间隔等效可靠性模型。利用故障树和蒙特卡罗仿真相结合的方法,计算集中式站域保护系统可靠性指标,并与传统保护系统的可靠性指标进行了对比分析。

智能变电站站域保护控制装置的研制

站域保护控制装置通过通信网络实现全站的模拟量、开入量、开出量的全景信息共享获取,实现全站的保护和控制功能。文中重点介绍了基于全站功能集成的站域保护控制装置的硬件实现和软件实现。针对变电站改建和扩建带来的模型升级和功能扩展问题,采用"搭积木"组合方式实现智能电子设备能力描述(ICD)模型的灵活扩展,采用平台软件与应用软件模块解耦方式实现功能的可灵活裁剪。文中应用哈希算法对网络流量进行抑制,提出基于合并单元采样序号自学习调整秒脉冲宽度的方法,以及采用单一数据源失步不闭锁保护的方法。同时,提出基于全站主接线拓扑结构闭锁的简易母线保护、合闸于故障的加速保护和变压器死区保护联跳各侧的保护方案,优化装置的后备保护功能。通过对装置的动模、数据流量等测试结果表明,站域保护装置能够满足智能变电站的保护要求,证明其在智能变电站应用中的实用性和可靠性。

基于背板总线的站域保护控制装置设计

提出一种基于背板总线的智能变电站站域保护控制装置设计方案。设计出一种基于多点低电压差分信号的多主通信背板总线结构;基于资源配置和逻辑图分割描述装置功能协作模型,以背板总线为核心,建立模件内虚拟逻辑总线、背板总线、过程总线以及广域通信网等多层次数据集交互及其控制模型。重点分析了背板总线原理、逻辑图实现及功能分割、多层次数据交互实现等问题。该方案在110kV智能变电站站域保护控制装置设计中得到应用,可集成实现功能迁移、冗余保护、集中后备保护、安全自动控制类功能等。现场运行结果表明该设计方案的有效性和实用性。

基于灰色关联度的站域保护原理

提出了一种基于灰色关联度的站域保护原理。以舍弃基波相量体系为出发点,提出了基于灰色关联度的新型保护算法,该算法不要求CT变比一致,具有天然抗CT饱和能力。基于此算法,阐述了站域保护原理的具体实现过程,并详细分析了保护原理抗CT饱和的原因、数据窗选择、CT断线对策以及断路器失灵跳闸逻辑。最后基于PSCAD搭建典型站域系统进行大量仿真,利用Matlab进行灰色关联度分析。结果表明:站域保护原理利用故障后10 ms内的数据,能快速准确识别区内外故障;区外故障CT线性传变区为2 ms时,保护原理依然可靠不动作,具有很强的安全性。

基于分布式功能的站域保护

由于保护设备配置以及数据获取的单一化,影响现有智能保护方案在设备故障时的可靠性。为了提高保护方案的可靠性,保证设备故障或者数据丢失情况时保护方案的可靠运行,提出了保护功能分散化、信息获取多元化、数据处理并行化的优化方案。包括以智能保护设备IED为基础构建了基于二次保护信息的RIED;将源数据发送给多个IED/RIED构成数据冗余,提高数据冗余性;通过不同的算法实现相同的功能,并将算法分散到不同的IED,提高算法的冗余性;利用保护算法的中间量信息实现设备可靠性监测。分析表明该优化方案可有效地提高设备故障及数据丢失时的保护性能,增加了保护方案的可靠性。

利用本地信息实现新型站域保护方案

针对传统变电站基于元件信息的后备保护动作时限和定值配合繁杂的弊端,提出利用本地信息实现后备保护功能的站域保护方案。系统结构上,采用基于PCI Express总线技术的同步采集单元实现信息采集的同步性和实时性,并采用双重化配置,提高系统的可靠性;保护原理上,采用负序分量定位不对称故障,采用单相电压电流量定位对称故障,满足后备保护选择性和灵敏性要求;保护方案上,提出分布式-集中决策的站域保护方案,由本地保护单元实现启动、选相、测量及执行元件等功能,站域保护单元实现集中决策的功能。仿真结果验证了站域保护性能的优越性。

基于多Agent技术的站域保护系统的研究

针对传统变电站基于元件信息的后备保护动作时限和定值配合繁杂的弊端,提出基于本地信息的站域保护。该保护由电流元件和电压元件构成,原理简单可靠,在主保护及断路器拒动时具有后备保护和断路器失灵保护的功能,同时近后备和远后备的动作时限相同,能够快速切除故障。并提出基于多Agent技术的站域保护系统,运行方式改变时该系统能够自适应地调整保护定值,提高了保护灵敏度。

基于站域保护的煤矿井下电网防越级技术研究

煤矿井下供电系统的防越级主要解决的问题是使离故障点最近的配电点出线跳闸,而各配电点采用单母线接线,使防越级系统成为二级通信网络,结构复杂,难以满足实时性要求。根据站域保护思想,提出了一种站域保护的井下防越级方案,该方案由站域保护装置和监控主机通过实时以太网构成的单级通信网络实现。站域保护装置的功能是采集井下供电系统配电点的电气信息,确定故障出线并上传故障信息;监控主机利用故障矩阵法确定故障线路所在的配电点,并向站域保护装置下发跳闸指令,使离故障点最近的断路器跳闸,而高性能实时以太网的应用,保证了防越级跳闸系统的实时性。实验结果表明,该方案可以使离故障点最近的断路器跳闸,且满足煤矿井下防越级的实时性要求,为解决煤矿井下越级跳闸问题提供了新的方法。

基于站域保护的简易母线研究

根据变电站低压母线保护需要,利用基于全站数据信息的站域保护,实现简易母线保护功能。通过现有低压母线保护实施的难点分析,结合智能化变电站技术应用,设计站域保护简易母线实施方案,给出原理及动作过程分析。该实施方案在新一代智能变电站中得到实际应用,验证了可靠性及技术优势。

新一代智能变电站站域保护控制系统研究

智能化设备、数字化技术和网络控制技术的应用,推进智能变电站二次系统结构和形态均发生了革命性变化。以此为契机,新一代智能变电站站域保护控制系统在系统性、自适应性和智能化方面进行创新,充分利用智能变电站信息共享标准化的优势,实现后备保护、失灵保护、简易母线保护、备用电源自动投入和过负荷联切等功能的集成优化。分析了新一代智能变电站站域保护控制系统功能需求,提出了软硬件平台实现方案。通过重庆220 k V大石新一代智能变电站实践,证实了所述技术的有效性和先进性。研究对于创新智能变电站继电保护模式具有重大意义。

基于信息冗余的站域保护优化方案

现有数字化变电站保护多采用基于本地信息的保护方案,各保护间缺乏信息共享,导致不同保护难以协同工作。利用现代通信技术快速、便捷、可靠地获取站域冗余信息,并利用站域冗余信息共享,设计了一种信息冗余的站域保护优化方案。方案通过获取站域范围内的保护状态信息,利用矩阵构建动作方程实现站域内的加速后备保护、冗余保护等功能。分析表明该优化方案能够有效地利用站域内的冗余信息,弥补原有单信息保护的不足,提高站域保护的性能。

基于站域保护的失灵逻辑与CT断线逻辑研究

随着智能电网建设的开展,基于广义测量信息,从系统的角度综合考虑继电保护的设计和配置的站域继电保护得到了越来越多的关注。分析了现有母线保护中失灵逻辑与电流互感器(CT)断线逻辑的实现方式及其存在的不足,从站域保护的角度给出相应的解决方案。通过动态模拟试验,证实了站域继电保护可以克服传统保护的局限性,进一步改善保护的灵敏性和可靠性。

220kV智能变电站站域保护装置的检查与校验

根据220kV智能变电站的特点,结合智能变电站站域保护装置的系统组成,提出站域保护二次回路检查、站域保护装置外观、接线及反措检查,保护装置按各保护模块的检测和校验。

500kV变电站加装站域保护应对死区故障

介绍了500kV变电站死区故障的情况,分析了加装光电流互感器和加装站域保护这两种应对方案。以500kV杨高站为例,论述了加装站域保护的设备配置方案,介绍了保护装置的外部接口与技术原则,并分析了工程中的注意事项。实践表明,加装站域保护应对死区故障的效果良好。

新一代智能变电站站域保护研究应用

结合新建110kV浩村新一代智能变电站工程概况及可研意见,提出本站站域保护配置方案,在不改变主变及线路主保护配置方案的基础上,将站域保护作为线路、主变及母线等电气设备保护功能的补充,增强了保护可靠性,同时站域保护集成备自投、中/低压侧母线保护等功能,可减少二次设备配置数量。

浅谈智能变电站中的站域保护

随着新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术的突破与创新,第三次工业革命正在孕育发展。以电为中心转变能源开发利用方式,已成为全球能源发展的战略方向,发展智能电网是推动能源变革的必由之路。随着智能电网技术不断成熟,变电站继电保护装置类型及理念也在不断革新,此时站域保护进入视野。本文将根据现场实际为基础,浅谈新一代智能变电站中的站域保护应用。

新一代智能变电站站域保护调试技术研究

文章结合天津高新园110 kV新一代智能变电站的试点建设,介绍了基于IEC61850标准的新一代智能变电站的站域保护概念及其内容,研究分析了新一代智能变电站站域保护调试方法和关键技术,并给出了相关调试建议,为今后站域保护调试工作提供了一定的思路和经验。

基于站域保护原理的智能变电站过程总线信息共享特性分析

针对传统继电保护动作延时长、整定配合复杂及自适应能力较弱等弊端,引入了利用全站数据信息的站域保护的概念,并分析了站域保护的基本原理和动作功能。从站域保护的通信需求出发,以交换以太网的变电站组网方案为基础,对过程总线通信特性进行评估分析。对过程总线面向间隔以及面向位置的两种组网方案进行了OPNET的仿真和建模,分析了SV报文以及GOOSE报文在过程总线传输过程中的共享特性。验证了当采样率较低时,过程层能够在100Mbit/s网络下实现具有较高实时性的跨间隔数据共享。

基于智能变电站站域保护的研究

传统继电保护仅利用本单元的电气量及有限的状态量完成故障判断,不能反映电网的整体运行状况,相互之间缺乏协调配合,为此提出了站域保护的基本概念。研究了适用于智能变电站的站域保护逻辑结构,站域保护系统通过交换机和以太网实现了变电站内智能设备间信息的共享和互操作,系统釆用集中式的处理结构,利用多信息进行故障定位。结合典型的500 k V变电站接线,分析了按电压等级构建的站域保护配置方案。基于智能变电站信息共享的站域保护信息量完整,改善了传统继电保护的不足,能提升继电保护性能和系统安全稳定运行能力。