[發(fā)明專(zhuān)利]基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的具有可靠選擇性的快速線路后備保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810227216.6
• 申請(qǐng)日: 2008-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101409442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙曼勇;周紅陽(yáng);陳朝暉;吳國(guó)沛;劉育權(quán);莫文雄;段剛;吳京濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/26
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/26
• 代理公司: 北京華進(jìn)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 吳鴻維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的具有可靠選擇性的快速線路后備保護(hù)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)中的線路保護(hù)用于在電網(wǎng)發(fā)生故障后實(shí)現(xiàn)對(duì)故障線路的自動(dòng)和快速切除并隔離故障，以保證人身和設(shè)備安全以及無(wú)故障部分的正常運(yùn)行。線路的主保護(hù)根據(jù)線路的就地信息，在故障時(shí)即刻跳開(kāi)就地?cái)嗦菲鳎谐偷鼐€路，隔離故障。線路的后備保護(hù)用于在線路主保護(hù)失靈或線路斷路器失靈的情況下，跳開(kāi)本地或其他線路的斷路器實(shí)現(xiàn)線路故障的隔離。然而現(xiàn)有的線路后備保護(hù)存在以下問(wèn)題：

(1)常規(guī)的線路后備保護(hù)雖然有比較大的保護(hù)范圍，但其選擇性的獲得要以犧牲快速性為代價(jià)，動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有時(shí)候難以發(fā)揮應(yīng)有的保護(hù)作用。在現(xiàn)有的繼電保護(hù)配置當(dāng)中，后備保護(hù)的時(shí)限整定遵循階梯時(shí)限原則，為了保證選擇性，后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可能高達(dá)數(shù)秒。即可靠的選擇性和動(dòng)作的快速性不能兼得，在電網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜程度越來(lái)越大的情況下，這一問(wèn)題越顯突出，至今仍無(wú)法很好的解決。

(2)在高壓環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，僅根據(jù)就地信息進(jìn)行線路后備保護(hù)的階梯整定存在配合上的困難。

上述常規(guī)線路后備保護(hù)的困難是由于僅根據(jù)局部信息進(jìn)行線路后備保護(hù)決策造成的。

近年來(lái)廣域保護(hù)的理論也逐漸涌現(xiàn)，但是已經(jīng)提出的廣域保護(hù)方法存在以下問(wèn)題：

(1)已有的廣域保護(hù)方法雖然實(shí)現(xiàn)了一定范圍廣域信息的利用，但是其保護(hù)決策均是在各保護(hù)終端裝置(即子站)做出的，有的方法的保護(hù)終端雖然與控制中心之間也有信息交互，然而其控制中心主要是對(duì)各保護(hù)終端起協(xié)調(diào)作用，而不是做最終的保護(hù)動(dòng)作決策。由于保護(hù)終端裝置的決策不能基于實(shí)時(shí)的全網(wǎng)信息進(jìn)行，因此其靈活性和適應(yīng)性受到限制，更重要的是由于其只能基于局部的或部分的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行決策，因此其保護(hù)決策算法往往是根據(jù)具體的局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，各個(gè)保護(hù)終端的算法通用性差，增加了保護(hù)終端(子站)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的難度。

(2)已有的廣域保護(hù)方法在保護(hù)終端裝置(即子站)進(jìn)行廣域信息的收集，為了獲得必要的全網(wǎng)信息可能需要與很多的其他保護(hù)終端進(jìn)行通訊，尤其在多段后備保護(hù)以及需要與穩(wěn)控裝置進(jìn)行配合的情況下，還需要與不直接相鄰的站進(jìn)行通訊，而這些不直接相鄰的站可能會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式的變化而變化。因此要對(duì)每一保護(hù)終端建立適應(yīng)不同的電網(wǎng)運(yùn)行方式的通訊系統(tǒng)的代價(jià)極高，甚至不可能。

(3)已有的廣域保護(hù)方法不是基于由相量測(cè)量單元(PMU)組成的廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)行廣域傳輸?shù)男畔镃T、VT錄波數(shù)據(jù)或相量值和有效值。其中保護(hù)錄波數(shù)據(jù)密度(1200～9600幀/秒等)遠(yuǎn)高于PMU/WAMS相量測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸密度(通常為50幀/秒)，限于實(shí)際通訊系統(tǒng)的能力，不可能會(huì)有基于連續(xù)傳輸?shù)匿洸〝?shù)據(jù)的大范圍的廣域應(yīng)用。因此只能基于有效值或相量值的傳送實(shí)現(xiàn)大范圍的廣域應(yīng)用，其中相量值的計(jì)算方法有可能因保護(hù)廠家的不同而不同，因此導(dǎo)致由算法不同造成的相角差異，影響廣域保護(hù)應(yīng)用的準(zhǔn)確度。

隨著基于相量測(cè)量單元(PMU)的廣域同步相量測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)的出現(xiàn)以及計(jì)算機(jī)處理能力的提高，使得集中獲得區(qū)域電網(wǎng)多點(diǎn)的同步的電氣量和狀態(tài)量，并進(jìn)行集中的分析決策成為可能。而在PMU/WAMS系統(tǒng)中，由于其相量計(jì)算方法和精度需要遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此由于不同廠家算法的不同造成的相量相角的差異會(huì)很小。本發(fā)明將利用電網(wǎng)中的廣域測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)增加集中決策服務(wù)器以及遠(yuǎn)方控制執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于廣域信息的具有可靠選擇性的快速線路后備保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的具有可靠選擇性的快速線路后備保護(hù)方法，利用電網(wǎng)中的廣域測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)增加集中決策服務(wù)器以及遠(yuǎn)方控制執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于廣域信息的具有可靠選擇性的快速線路后備保護(hù)。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

提出了一種廣域線路后備保護(hù)方法，其利用現(xiàn)有的廣域測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)范圍內(nèi)的所有安裝有相量測(cè)量單元PMU的線路首末端電壓、電流相量的同步實(shí)時(shí)量測(cè)，經(jīng)WAMS主站以及廣域后備保護(hù)服務(wù)器的計(jì)算分析，準(zhǔn)確定位故障位置，并下發(fā)控制命令到子站。利用通訊系統(tǒng)和主站判斷決策系統(tǒng)的固有延遲，實(shí)現(xiàn)主保護(hù)和后備保護(hù)的時(shí)間配合。在開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的情況下，通過(guò)拓?fù)浞治觯x擇所有相鄰線路進(jìn)行開(kāi)斷。將具有不同級(jí)別時(shí)間延遲的線路后備保護(hù)，由快到慢分別稱(chēng)為I段后備保護(hù)、II段后備保護(hù)以至多段后備保護(hù)；其特征在于，所述方法包括以下步驟：