大型發(fā)電機(jī)多數(shù)字源快速差動保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、近年來我國特高壓建設(shè)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和非常規(guī)互感器技術(shù)產(chǎn)生突破并廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)與電站自動化系統(tǒng)中，在解決了傳統(tǒng)保護(hù)面臨的一些問題的同時，也給大型發(fā)電機(jī)差動保護(hù)帶來了新的挑戰(zhàn)。由于大型發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)中地位重要，其對繼電保護(hù)的要求也更高。保護(hù)需要應(yīng)對新的應(yīng)用環(huán)境下出現(xiàn)的各種新問題，以滿足保護(hù)的可靠性。論文提出多數(shù)字源環(huán)境的概念，多數(shù)字源環(huán)境下保護(hù)智能裝置(IED)接收網(wǎng)絡(luò)傳輸來的過程層采樣數(shù)據(jù)，從保護(hù)的角度來看，采樣和采樣數(shù)據(jù)不再可控，

2、也不再被某個保護(hù)算法自己單獨(dú)使用，而是全站間隔層IED共享，數(shù)據(jù)的誤差來源比傳統(tǒng)情況下更多。多數(shù)字源環(huán)境下如何提高保護(hù)動作的可靠性以及保護(hù)算法如何與采樣數(shù)據(jù)無縫連接，是本文關(guān)注的重點(diǎn)，這涉及到多個方面的內(nèi)容，本文針對發(fā)電機(jī)差動保護(hù)關(guān)注的數(shù)據(jù)采集和傳輸環(huán)節(jié)中的采樣同步問題、采樣傳輸時延、互感器傳變差異問題、保護(hù)算法制動性能問題以及保護(hù)算法與采樣數(shù)據(jù)接口問題等方面展開了深入研究。
　　多數(shù)字源環(huán)境下電站采用基于IEEE1588的同步方

3、案是一種同步精度高的優(yōu)選方案。但I(xiàn)EEE1588同步方案假設(shè)同步報文在主從時鐘之間傳輸是對稱的，在實(shí)際中由于傳輸?shù)牟粚ΨQ性同樣有同步誤差的存在，由于多數(shù)字源環(huán)境下各種誤差因素的增多，盡最大可能的減小同步誤差是有實(shí)際意義的。本文提出了基于多次握手方案的改進(jìn)IEEE1588同步方法，通過主從時鐘多次握手，采用最優(yōu)的報文時刻進(jìn)行同步計(jì)算，減小同步時采用的報文其傳輸不對稱的可能性，從而實(shí)現(xiàn)了同步的高精度。
　　多數(shù)字源環(huán)境下采樣值報文傳輸

4、比傳統(tǒng)電纜傳輸信號增加了傳輸時延，且傳輸時延有不確定性因素，論文采用了網(wǎng)絡(luò)演算方法計(jì)算采樣值傳輸?shù)淖畲髸r延，并通過設(shè)定不同的參數(shù)分析了影響報文傳輸最大時延的報文優(yōu)先級差異、網(wǎng)絡(luò)背景流量差異、低優(yōu)先級報文最大長度、網(wǎng)絡(luò)其它報文占比和網(wǎng)絡(luò)帶寬等因素，為保護(hù)確定相關(guān)的緩沖區(qū)及規(guī)劃設(shè)計(jì)相關(guān)的通信方案提供了依據(jù)。
　　差動保護(hù)兩側(cè)數(shù)據(jù)的不平衡誤差，是影響差動保護(hù)可靠性的重要因素。論文分析了多數(shù)字源環(huán)境下的差動保護(hù)兩側(cè)信號的差異性，建立了不同

5、數(shù)字源及信號處理的等效濾波器模型，針對同步誤差、互感器傳變誤差、數(shù)據(jù)采集處理差異和采樣值傳輸?shù)惹闆r下對差動保護(hù)動作性能及相量算法計(jì)算的幅值相位影響做了定量分析，采用基于相位-幅值平面的保護(hù)算法耐幅值相位誤差的分析方法，針對發(fā)電機(jī)差動保護(hù)最常使用的比率制動差動保護(hù)和標(biāo)積制動差動保護(hù)的耐誤差性能進(jìn)行了分析。
　　從差動保護(hù)算法角度提高差動保護(hù)在誤差情況下的可靠性，論文提出了基于暫態(tài)擬合制動特性的差動保護(hù)算法，算法擬合了互感器飽和時的誤

6、差特性，根據(jù)CT飽和時差動保護(hù)的不平衡電流隨時間變化的特征和保護(hù)工作點(diǎn)隨時間變化的特征，使得制動曲線斜率隨時間的變化規(guī)律擬合了互感器飽和的暫態(tài)過程，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)算法的抗CT飽和誤差。另外，論文從差動保護(hù)兩側(cè)電流的相似度入手，采用了改進(jìn)的最長公共子串算法計(jì)算差動保護(hù)兩側(cè)電流的相似度，根據(jù)相似度特征的變化，判斷兩側(cè)電流之間的關(guān)系，改進(jìn)了差動保護(hù)的制動特性，在抗CT飽和引起的幅值相位誤差的同時，對于單獨(dú)的相位偏移式飽和以及同步誤差引起的相位差，

7、也有可靠的制動效果。
　　從差動保護(hù)算法與采樣數(shù)據(jù)接口的角度，論文提出了基于插值和時標(biāo)變換的重采樣算法，通過該算法在實(shí)現(xiàn)采樣統(tǒng)一的同時，能夠兼顧采樣值傳輸超時和頻率偏移情況下的非整周期采樣問題，通過算法實(shí)現(xiàn)了采樣數(shù)據(jù)與保護(hù)算法的無縫連接。
　　針對互感器傳變環(huán)節(jié)及數(shù)據(jù)處理造成的差動保護(hù)兩側(cè)信號的差異，論文提出了等效濾波器的概念，將差動保護(hù)兩側(cè)數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的傳變和處理環(huán)節(jié)分別等效成濾波器，根據(jù)等效濾波器的頻譜特性采用最小二乘算法