分區(qū)域廣域繼電保護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與故障識別

徐晶冉　徐雯

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)針對廣域繼電保護(hù) （wide area protection， WAP）脫離理論，走向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，繼而相應(yīng)的提出了有關(guān)廣域繼電保護(hù)的相關(guān)算法，同時(shí)通過類蜂窩結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中繼電保護(hù)，并應(yīng)用相關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的特點(diǎn)，提出了全新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即為將區(qū)域電網(wǎng)分布集中進(jìn)行保護(hù)的方式，本文主要針對該方法進(jìn)行相應(yīng)的研究及探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；廣域繼電保護(hù)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.126

1 廣域后備保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 廣域電網(wǎng)的分區(qū)域體系

對于廣域繼電保護(hù)最為重要的核心部分是，作為保護(hù)電網(wǎng)不受其他因素的影響，維持電網(wǎng)工作正常起到十分重要的作用，其可以針對電網(wǎng)中的同步測量信息進(jìn)行有效的保護(hù)，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)對眾多的信息進(jìn)行識別、融合，處理速度較快，通過簡單的邏輯配合來保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保護(hù)效果較為優(yōu)秀。但其目前也存在一定的問題，包括以下幾點(diǎn)：（1）主保護(hù)控制范圍較小，盡管反應(yīng)速度較快，但是其無法進(jìn)行良好的預(yù)測。（2）保護(hù)范圍較小，無法針對全部系統(tǒng)進(jìn)行有效的維護(hù)。（3）相對來說系統(tǒng)適應(yīng)能力不足，安裝過程中容易出現(xiàn)因安裝不當(dāng)造成電網(wǎng)的非正常故障的情況出現(xiàn)。（4）以及對于后期系統(tǒng)保護(hù)的缺失，切除系統(tǒng)故障單元，保證系統(tǒng)穩(wěn)定，但對于切除單元后無法持久進(jìn)行工作，容易導(dǎo)致出現(xiàn)其他元件出現(xiàn)問題。因此對于廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)來說，將眾多的信息進(jìn)行融合并不是越多越好，為了實(shí)現(xiàn)對于全電網(wǎng)的廣域繼電保護(hù)，需要構(gòu)建合理的區(qū)域范圍，從而通過實(shí)現(xiàn)對廣域范圍內(nèi)的信息進(jìn)行合理的融合，進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的能力，對于電力系統(tǒng)來說這不僅是以后發(fā)展的方向，也可以滿足現(xiàn)有水平下將大部分廣域繼電保護(hù)原理更好的應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中，而對于廣域保護(hù)的觀念現(xiàn)如今主要有以下幾點(diǎn)：

①主要針對電網(wǎng)安全性能，提升“第一道防線”整體安全性，同時(shí)可以體現(xiàn)出其承擔(dān)的任務(wù)有一定的限制。這種限制，一般情況下是針對電網(wǎng)的初層保護(hù)，這樣可以有效地起到開始保護(hù)作用。

②對于廣域繼電保護(hù)決策中心來說，只需要靠近故障點(diǎn)，通過靈敏度較高的保護(hù)信息進(jìn)行相應(yīng)的故障解決，但是一旦保護(hù)系統(tǒng)匯集了全網(wǎng)所有的信息，將會造成無法及時(shí)提取出相應(yīng)游泳的信息，造成提取困難。

③在整個(gè)廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史中，同時(shí)分區(qū)域去實(shí)現(xiàn)對于整體電網(wǎng)的保護(hù)，對于電網(wǎng)建設(shè)來說是必然的結(jié)果，有效的分區(qū)域?qū)⒈ＷC整體合理性。

因此，通過以上幾點(diǎn)，對于廣域保護(hù)的概念來說，整體電網(wǎng)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)是無盲區(qū)的，針對將全電網(wǎng)劃分處相應(yīng)的、相對獨(dú)立的區(qū)域進(jìn)行相對保護(hù)，形成整個(gè)廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)，類似蜂窩式，可更好的在全電網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，從而做的數(shù)據(jù)即為相互關(guān)聯(lián)又為相互獨(dú)立，保護(hù)范圍相互較差，臨近區(qū)域可以相互交換信息，從而幫助解決相應(yīng)的問題，將整個(gè)復(fù)雜的電網(wǎng)劃分成相對簡單的區(qū)域，從而進(jìn)行故障的解決。這些方法能夠很好地應(yīng)用到整體技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)局域全網(wǎng)連接。

2 廣域繼電保護(hù)分布集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對于將全電網(wǎng)劃分成區(qū)域的形式必然會對廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，而對于常規(guī)分布式以及集中式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來說，它們有著自身的優(yōu)點(diǎn)，也存在著一定的缺點(diǎn)，因此本文主要提供一種應(yīng)對分區(qū)域形式的廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將分布式以及集中式相結(jié)合的方式，通過對各變電站各間隔的IED進(jìn)行分布式信息采集以及控制的方式，通過將整個(gè)變電站的信息集中處理，而對于處理的單元則采用分布模式，即信息集中處理，實(shí)施分單元處理的模式，將分布式與集中式相結(jié)合，提取它們的有點(diǎn)，同時(shí)符合現(xiàn)如今電網(wǎng)的劃區(qū)域分布結(jié)構(gòu)，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定提供了一定的保障，這種保障是建立在可持續(xù)利用和發(fā)展的基礎(chǔ)上的。

作為以變電站C為信息處理中心，即該變電站作為系統(tǒng)主站。除去采集本站相關(guān)的信息以外，還將對區(qū)域內(nèi)的眾多信息進(jìn)行相應(yīng)的決策，而除主站以外的在該區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的變電站成為子站。子站則主要配合主站的工作，利用廣域多信息構(gòu)成的系統(tǒng)用于進(jìn)行后備保護(hù)工作，同時(shí)結(jié)合相關(guān)處理單元協(xié)助主站進(jìn)行相應(yīng)的問題處理，而在協(xié)助的同時(shí)也可以充當(dāng)備用主保護(hù)進(jìn)行投入，從而實(shí)現(xiàn)分區(qū)域多層次的系統(tǒng)保護(hù)結(jié)構(gòu)。相對以往的系統(tǒng)來說，其保護(hù)范圍更大，決策能力更強(qiáng)，決策能力能夠幫助其進(jìn)行下一步的分析。

3 構(gòu)建系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 通信系統(tǒng)

對于如何實(shí)施廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)最為核心的是通信手段，通過優(yōu)秀的通信手段保障廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)作正常，而現(xiàn)如今隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纖通信的普及應(yīng)用以及IEC 61850的數(shù)字化變電站的使用，通過將全站變電站事件（genericobject oriented substation events GOOSE）模式的使用，將廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)推向新的高度，而光纖環(huán)網(wǎng)的迅速發(fā)展也給廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)奠定了必要的基礎(chǔ)。同時(shí)針對沒有鋪設(shè)光纖通信的地方實(shí)行縱聯(lián)保護(hù)，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 對于系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行識別及解決的方案。

盡管，通過劃分區(qū)域的方式，同時(shí)實(shí)行廣域繼電保護(hù)的方法對電網(wǎng)進(jìn)行整體保護(hù)，但過程中還是會出現(xiàn)相應(yīng)的問題，而如何解決這些問題是至關(guān)重要的。相比傳統(tǒng)的保護(hù)方式，考慮到傳統(tǒng)主保護(hù)方法，其本身具有較好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)動作反應(yīng)較快，選擇性較為明確，同時(shí)承擔(dān)較為重要的責(zé)任，因此在本文中主要的保護(hù)方式即為常規(guī)保護(hù)方式，同時(shí)通過廣域多信息的融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)后備保障制度，采用多種不同的原理對系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)，結(jié)合相應(yīng)的智能算法，進(jìn)行保護(hù)。

4 結(jié)束語

現(xiàn)在，針對后備保護(hù)情況下出現(xiàn)的一系列問題，本文主要提供廣域信息繼電保護(hù)系統(tǒng)，通過對全網(wǎng)穩(wěn)定性、適應(yīng)性的結(jié)合，將電網(wǎng)的安全進(jìn)行全面的保護(hù)，從而繼續(xù)研究分析廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及算法。

參考文獻(xiàn)：

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