分層式電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn).pdf

1、繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的第一道防線，是系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)的規(guī)模不斷擴(kuò)大和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，以及電力市場競爭機(jī)制的引入，電力系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行在極限的狀況，電力系統(tǒng)的安全威脅問題日益突出，保護(hù)問題的內(nèi)涵也在不斷擴(kuò)展，保護(hù)的協(xié)調(diào)配合難度越來越大。本文結(jié)合河南省電網(wǎng)公司的“分層式電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)的研究”科研項(xiàng)目的工程實(shí)際任務(wù)，致力于對該領(lǐng)域的相關(guān)問題進(jìn)行研究。提出和構(gòu)建了一個使用于保護(hù)電力系統(tǒng)關(guān)鍵聯(lián)絡(luò)線的分層式電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，并將

2、其成果應(yīng)用于具體的工程實(shí)踐。
　　 本文首先、介紹了高壓線路保護(hù)的發(fā)展歷史以及研究現(xiàn)狀，指出了傳統(tǒng)的保護(hù)裝置所存在的問題，這些問題正是國內(nèi)外展開討論建立廣域保護(hù)的原因所在。本文隨后介紹了廣域保護(hù)的發(fā)展研究現(xiàn)狀，并且介紹了國外的若干廣域保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，指出了現(xiàn)有廣域保護(hù)系統(tǒng)的不足之處。繼電保護(hù)的連鎖跳閘是造成大停電直接的原因。因此，本文分析了造成繼電保護(hù)連鎖跳閘的深層次的原因，包括后備保護(hù)的誤動作，保護(hù)的隱匿故障以及過負(fù)荷引起

3、保護(hù)跳閘，并且介紹了國內(nèi)外關(guān)于這些問題的初步的對策?；谝陨戏治?，本文提出了一種適合于保護(hù)能量交匯的關(guān)鍵輸電線路的，基于電網(wǎng)多點(diǎn)信息綜合決策的分層式電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可與傳統(tǒng)的主保護(hù)和后備保護(hù)協(xié)同工作，進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)的第一道防線。文中詳細(xì)介紹了區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)以及工作過程，闡述了用于故障定位的零負(fù)序方向元件的原理，提出了一種基于序分量和阻抗的綜合選相元件的原理。EMTP仿真了各種故障，特別是區(qū)內(nèi)外復(fù)雜故障情況下系統(tǒng)的動作行為

4、，結(jié)果證明了此系統(tǒng)的正確性。區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)能夠識別出線路的切除帶來的潮流轉(zhuǎn)移，而在此暫態(tài)過程中常常會引起系統(tǒng)的振蕩，振蕩中發(fā)生三相故障的破壞性最大，也最難識別。本文通過分析，提出了基于功率變化率交叉閉鎖的振蕩中對稱故障的快速識別方法。作為一種積分型判據(jù)，其動作穩(wěn)定性高。仿真結(jié)果表明，該方案具有較高的可靠性和速動性。根據(jù)區(qū)域保護(hù)的原理，采用APCI5000系列的工業(yè)控制機(jī)為開發(fā)平臺，設(shè)計研制了區(qū)域保護(hù)系統(tǒng)的樣機(jī)，本文詳細(xì)介紹了各層樣機(jī)的硬件

5、結(jié)構(gòu)，軟件設(shè)計流程，最后以河南省洛陽局的三個220kV 變電站的輸電線路搭建了動模模型，并且嚴(yán)格進(jìn)行了各種試驗(yàn)，證明此系統(tǒng)具有良好的性能。在文章的最后，提出了保護(hù)與控制一體化的初步方案，在分析了電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)后，提出了保護(hù)與預(yù)防控制的協(xié)調(diào)以及保護(hù)與緊急控制的協(xié)調(diào)，在具體的協(xié)調(diào)策略中，提出了以下幾個研究思路：自適應(yīng)反時限切除故障的方法、基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的過負(fù)荷識別，基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制策略、運(yùn)用電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化保護(hù)性能。文章為進(jìn)一步展開