電力系統(tǒng)站域保護技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用探討3300字

1、電力系統(tǒng)站域保護技術(shù)開展及應(yīng)用討論3300字 摘 要：文章從站域繼電保護根本作用出發(fā)，分析站域繼電保護的原理，闡述了站域保護的算法，并從系統(tǒng)監(jiān)測和事故記錄、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、交融多Agent體系構(gòu)造、構(gòu)建新的信息交換及預(yù)警機制等角度，分析了電力系統(tǒng)站域保護的應(yīng)用，最后提出了站域保護技術(shù)開展的前景。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；站域保護；開展；應(yīng)用中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937202205-0011-02站域保護是智能變電站后備保護的一項重要技術(shù)，可以克制傳統(tǒng)繼電保護難題，因此具有一定優(yōu)勢。當(dāng)前，國際相關(guān)領(lǐng)域非常重視該技術(shù)的研究，我國有關(guān)企業(yè)已著手開展產(chǎn)品研發(fā)，如許繼、

2、南瑞以及南自等，已推出了相應(yīng)的產(chǎn)品。針對站域保護技術(shù)的開展歷程和實際運用，本文進展了重點闡述。1 電力系統(tǒng)站域保護的原理分析站域保護利用智能變電站IEC61850規(guī)約通信系統(tǒng)，實時搜集所有設(shè)備的開關(guān)量等信息，從而實現(xiàn)站域保護功能。因此，站域保護可以集中為刀閘、模擬器、斷路器等一次設(shè)備提供近后備保護，在后備保護領(lǐng)域具有突出優(yōu)勢。站域保護包括多個獨立的功能模塊。各模塊之間展開類似于傳統(tǒng)繼電保護的配合，實現(xiàn)站域保護的整體邏輯，但在功能和定值方面，站域保護與就地保護無配合關(guān)系。站域保護的構(gòu)造多為集中式，因此，在220 kV及以上的變電站內(nèi)，站域保護應(yīng)采取冗余配置，才能保證其動作的可靠性。2 電力系統(tǒng)站

3、域保護的保護算法分析當(dāng)前，對于電力系統(tǒng)的站域保護來說，其保護算法還有待完善，正處于開展時期。站域保護一般分為三大模塊：一是數(shù)據(jù)采集和計算，二是故障位置判別，三是保護跳閘決策。站域保護裝置構(gòu)造圖，如圖1所示。2.1 數(shù)據(jù)采集和計算利用IEC61850規(guī)約通信，該模塊對站域保護所需的所有信息，包括一次設(shè)備的狀態(tài)欄等信息進展搜集并進展計算，如智能變電站中的斷路器開關(guān)所在位置，以及電壓電流等站內(nèi)模擬器等。2.2 故障位置判別對于站域保護來說，該模塊具有重要的核心作用，通過搜集故障的方向和間隔 等信息，從而確定故障位置。以下幾種方法是故障位置判別時常用的算法。2.2.1 基于故障電壓分布的故障位置判別站

4、域保護通過IEC61850規(guī)約，可同時采集系統(tǒng)兩側(cè)的電壓故障分量，然后利用一側(cè)的電壓和電流故障分量，對另外一側(cè)的電壓故障分量進展估算，二者假設(shè)一樣，那么可斷定為區(qū)外故障。反之，假設(shè)二者相差明顯，那么為區(qū)內(nèi)故障。利用系統(tǒng)兩側(cè)電壓故障分量差異狀況的算法，特別適用于判別邊界元件的故障類型，是當(dāng)前站域保護中普遍采用的一種保護算法。2.2.2 基于遺傳信息交融技術(shù)的故障位置判別近年來，作為新興人工智能技術(shù)的代表，遺傳信息技術(shù)越來越多地被站域保護技術(shù)所應(yīng)用，其將故障方向列為遺傳算法的處理對象，利用多種判別方法，根據(jù)所搜集的保護判據(jù)信息，對目前狀態(tài)值和保護期望值進展分析，計算二者差異構(gòu)造的極大值，并建立相應(yīng)

5、的適應(yīng)度函數(shù)，然后通過遺傳信息技術(shù)，對函數(shù)進展快速搜索和搜集判據(jù)，以尋出最優(yōu)解，從而做出正確的故障方向決策，實現(xiàn)故障元件的判別。這種利用遺傳信息技術(shù)的故障位置判別，不僅可靠程度較高，也具有較高的容錯性，同時，在較大范圍內(nèi)，顯著進步了站域保護的抗干擾性。然而，由于人工智能技術(shù)還處于開展時期，對于該技術(shù)的實際應(yīng)用還有待觀察。2.3 跳閘決策模塊站域保護進展故障位置判別，而后作出定位邏輯判斷，進而利用智能變電站的過程層網(wǎng)絡(luò)，將跳閘策略GOOSE報文發(fā)至對應(yīng)間隔的智能系統(tǒng)終端執(zhí)行，從而跳開系統(tǒng)內(nèi)故障元件，以排除故障。當(dāng)前，站域保護跳閘方式主要有兩種，一是通過動作時限跳閘配合，二是利用故障識別執(zhí)行跳閘決

6、策。3 電力系統(tǒng)站域保護的應(yīng)用3.1 系統(tǒng)監(jiān)測和事故記錄在智能變電站中，所有間隔的電流、電壓，以及一次設(shè)備的實時信息，如斷路器、刀閘位置等，均由站內(nèi)保護搜集，并集中提供近后備保護和系統(tǒng)監(jiān)測，其對母聯(lián)、斷路器失靈、線路以及主變和母線等具有后備保護功能，并記錄事故。3.2 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計通過變電站等本地區(qū)域測試信息的繼電保護。其整合站域平安控制等功能，互相協(xié)調(diào)，可集成為站域保護。當(dāng)前，隨著智能變電站的開展和普及，為研究和應(yīng)用站域繼電保護創(chuàng)造了良好的契機。近年來，WAMSWideArea Measurement System，即廣域同步測量系統(tǒng)備受關(guān)注，其以GPS、PMUPhasor Measur

7、ement Unit，及SDHSynchronous Digital Hierarchy等為根底，通過通信網(wǎng)技術(shù)，多點位、同步實時搜集和傳輸信息，實現(xiàn)了現(xiàn)代電網(wǎng)的平安控制和動態(tài)控制，極大提升了站域保護的開展。3.3 交融多Agent體系構(gòu)造其以Agent技術(shù)為根底，在智能變電站內(nèi)構(gòu)建分層分布式保護系統(tǒng)，將物理集成和邏輯集成交融于站內(nèi)保護系統(tǒng)之中。該保護系統(tǒng)構(gòu)造，如圖2所示。由圖可見，執(zhí)行級Agent可以單獨完本錢單元設(shè)置的保護任務(wù)，并利用通信網(wǎng)絡(luò)，與協(xié)調(diào)級Agent之間互相傳遞信息，從而實現(xiàn)更為復(fù)雜的保護功能。協(xié)調(diào)級Agent可以在簡化形式下替代組織級Agent，對系統(tǒng)級保護目的做出決定。對于

8、分布式保護來說，如何實現(xiàn)可靠的、實時的數(shù)據(jù)傳輸和同步采樣的高精度是亟待解決的難題。在方案中，假如設(shè)置過多的分布接入點，勢必考慮通信設(shè)備和鏈路是否穩(wěn)定可靠，因此，采用“冗余同步時鐘源，以降低上述因素的影響。另外，在繼電保護方面，Agent技術(shù)的應(yīng)用還有待完善和考察，目前，主要成果多為理論性，并且Agent不僅要具備知識庫、系統(tǒng)通信等功能，還應(yīng)完成故障識別和執(zhí)行結(jié)果等多項任務(wù)，因此，還需進一步研究和分析其協(xié)調(diào)控制才能和最優(yōu)決策。 3.4 構(gòu)建新的信息交換及預(yù)警機制目前，以遺傳算法為根底的站域繼電保護技術(shù)，已交融基于概率識別的信息技術(shù)，從而大大減少了計算量，防止了過早收斂現(xiàn)象的發(fā)生，進步了保護判別和

9、信息容錯的才能，實現(xiàn)了基于遺傳算法故障元件判別原理的簡化和完善。該算法的前提是在有限的廣域范圍之內(nèi)，多處故障不可能同時發(fā)生，其只對域內(nèi)元件個體故障編制故障識別碼，從而縮小了搜索范圍，與遺傳算法相比，簡化了搜索過程，防止了復(fù)雜的收斂判斷。算法的加權(quán)系數(shù)，是根據(jù)保護原理的靈敏度，以及選擇性而加以設(shè)定的。4 電力系統(tǒng)站域保護應(yīng)用需解決的幾個問題4.1 站域信息同步問題當(dāng)前，該問題的解決，只能依靠GPS等全球衛(wèi)星同步時鐘，但因自然環(huán)境的影響和技術(shù)的不完善，假如站域同步采樣選取該方法，效果差強人意，所以，應(yīng)對策略還應(yīng)通過站域保護的原理算法進展。4.2 后備保護系統(tǒng)的完善配置問題該問題是針對站域通信的失效

10、和站域后備是否靈敏而提出的。因此，為防止站域后備保護發(fā)生誤動，應(yīng)采取有效應(yīng)對措施。此外，為切除故障，遠后備保護因其以就地信息為根底和執(zhí)行簡單，也應(yīng)保存設(shè)置，如采取固定整定值、靈敏度較高的長延時保護等末級后備措施。4.3 站域繼電保護可靠性與風(fēng)險評估問題對于廣域后備保護來說，其信息多源，對站域信息通信的依賴度較高，因此，可靠性面臨多種考驗，但是，也存在多項利于可靠性進步的因素，應(yīng)慎重評估其平安風(fēng)險，以利于實際應(yīng)用。5 結(jié) 語當(dāng)前，我國電網(wǎng)輸電等級日益進步，不僅網(wǎng)架構(gòu)造日趨復(fù)雜，而且系統(tǒng)交直流互聯(lián)開展已成為趨勢。廣域保護和控制等繼電保護技術(shù)的開展，如站域保護，打破了傳統(tǒng)保護的局限，為電網(wǎng)運行的平安可靠提供了有力保障。