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广域继电保护系统基于故障元件识别的广域后备保护

2022/07/15165 作者:佚名
导读:这里要首先明确的是:由于广域信息传递存在延时、可靠性及安全性等局限,且现有主保护的正确动作率较高,广域继电保护与传统主保护相比无明显优势。因此,将广域信息引入到后备保护更符合实际。广域后备保护应与传统主/后备保护相协调,共同承担电网“第一道防线”的职责。 广域后备保护的核心思想在于通过电网中的多点同步测量信息,确定故障元件的具体位置,在相邻保护之间通过简单的时序配合来保证保护动作的正确性。目前的研

这里要首先明确的是:由于广域信息传递存在延时、可靠性及安全性等局限,且现有主保护的正确动作率较高,广域继电保护与传统主保护相比无明显优势。因此,将广域信息引入到后备保护更符合实际。广域后备保护应与传统主/后备保护相协调,共同承担电网“第一道防线”的职责。

广域后备保护的核心思想在于通过电网中的多点同步测量信息,确定故障元件的具体位置,在相邻保护之间通过简单的时序配合来保证保护动作的正确性。目前的研究主要是基于主保护算法的拓展,将方向比较纵联保护和电流差动保护原理引伸到广域后备保护中,并结合智能算法提高信息的容错性。广域后备保护根据所基于的系统结构不同,可分为区域集中式、变电站集中式、分布式3类。而由于系统结构的不同,相同的算法在实现过程中也有所差别。

广域继电保护系统广域方向比较纵联保护

以区域调度中心为后备保护系统中心,通过采集区域内各变电站线路保护装置的方向判别信息,构建故障方向关联矩阵,从而快速判断出故障线路并做出动作决策。网络仿真软件(NS2)的仿真结果表明主站到子站的端对端通信时延为4.6 ms . 满足广域后备保护的通信要求。

采用变电站集中式结构构建广}P后备保护系统,将母线和变压器保护也纳入系统中通过发电厂的主接线形式和方向元件位置形成关耳矩阵,结合故障方向信息确定具体的故障元件,多通过采集间接相关元件的信息保证算法的容错性在电网拓扑结构发生变化时,集中式结构的广域备保护都只需调整关联矩阵对应的行和列即可与乏适应。

针对集中式结构存在中心站单点失效风险的I}题,提出基于分布式结构的广域后备保打系统。各断路器和TA对应的智能电子设备(IED)仅完成安装点的信息采集和运算,而且自行完成古障定位和判断。算法首先确定各IE D的最小和最尹保护区域,从而保证各IED只与其相关范围内的类他IED交互信息,并定义动作系数和关联系数,再汇过相应判据算出被保护对象是否存在故障。

广域继电保护系统广域电流差动保护

采用基于分布式结构的广域电流差亏保护算法,提出一种基于图论方法的专家系统,根薪设备状态信息及拓扑结构,在线确定各设备的主、备保护区。属同一保护区内的保护装置相互通信巨可实现差动保护。并可根据网络拓扑结构的变化,睡适应调整保护区。 在此基础上引入基于}i测和修正自愈策略的保护Agent承担通信和协调再能。仿真结果证明其在电网连锁故障发生时,比右统过流保护具有更佳的动作特性。

将基于Agent的后备保护系统建立拍传统线路保护基础上,采用常规保护动作信息与以流差动相结合的方法判别故障元件。在广域后备移护由于通信故障退出时,可与传统保护相协调实。后备保护功能。在此基础上对广域后备移护系统的Agent模型进行了具体分析,提出了在区络阻塞、Agent故障、断路器失灵等状态下系统的维错策略。并使用电力和通信同步仿真器EPOCHS对广域后备保护系统进行仿真,该仿真器实现了区络通信(NS2)和电磁暂态仿真(PSCAD)接口,提震了仿真结果的可信度。

广域继电保护系统广域信息容错性算法

在信息容错性方而的研究是基于集件决策系统“知晓”何种信息错误的基础上,缺乏对1F息本身正确与否的识别。针对次此问题纂出了基于遗传算法的故障判别原理,通过构造适F度函数进行选择、交叉、变异等进化操作,求出最钊解。仿真结果表明在5/32的信息畸变率下保护书能做出正确判别。利用状态估计辨识不嵘数据原理,采用递归量测误差估计辨识法对不良娄据进行检测和辨识,与前述算法相比,具有更高的价值。

广域继电保护系统研究的难点和建议

从保护系统基于的结构模式看,区域集中式、变电站集中式和分布式结构的广域保护系统各有优势和缺陷。区域集中式和变电站集中式结构系统的投资较小,集成的信息量更大,可以实现更多的保护功能,同时也存在对决策中心依赖程度高的缺陷。分布式结构的保护系统通信量较少,不存在决策站单点失效的风险,算法更简单可靠,但也存在对IED性能要求较高,实用化困难的缺点。因此,如何根据电网的实际情况,选择合适的结构构建系统仍有待研究。

从广域后备保护系统基于的保护算法看,采用方向比较纵联保护的最大优点在于对GPS同步对时的要求不高,但如何解决逻辑量传输的可靠性及传统纵联方向保护所而临的问题还有待研究。例如:区内(区外)单相接地故障转区外(区内)异名相单相/两相接地故障时,方向元件拒动;线路非全相运行,负/零序方向元件退出后,故障时保护拒动;环网中功率分点故障,线路两侧不同方向元件可能同判为正向,导致保护误动等。采用广域电流差动保护则可避免考虑上述问题。和前者相比,由于需要多个测量点的电流值而非逻辑值,其对GPS同步对时的要求很高。因此,多站信息的高精度同步问题,是广域电流差动算法实用化的关键。

摆脱传统保护算法的束缚,研究新的故障快速识别与隔离算法,弥补现有保护原理存在的缺陷,也是值得探索的方向。以两端电压/电流相量的同步测量值为基础,构建复合相量函数进行故障定位。该法与电流差动算法结合应用,可在一定程度上弥补后者受线路分布电容电流影响较大的缺陷。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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