有限廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的分區(qū)方法與實(shí)現(xiàn)

周福來

【摘 要】廣域繼電保護(hù)是通過電網(wǎng)廣域同步信息的測(cè)量，并通過信息的整合來計(jì)算出故障元件的位置，并通過簡(jiǎn)單的時(shí)序來保證保護(hù)動(dòng)作的科學(xué)性，電網(wǎng)中的廣域繼電保護(hù)應(yīng)該從工程的實(shí)際保護(hù)對(duì)象以及實(shí)際應(yīng)用為對(duì)象進(jìn)行開展性研究，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，廣域后背保護(hù)可以分為集中式和分布式兩種，本文主要探討有限廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的分區(qū)方法與實(shí)現(xiàn)方式。

【關(guān)鍵詞】有限廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)；區(qū)分方法；實(shí)現(xiàn)

近些年來，隨著科技水平的發(fā)展，廣域測(cè)量系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，這就為解決大電網(wǎng)的潮流轉(zhuǎn)移問題帶來了良好的發(fā)展契機(jī)，為了更好的提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的綜合性能，相關(guān)的專家學(xué)者也提出了廣域保護(hù)的概念，并對(duì)此進(jìn)行了初步的研究。廣域保護(hù)包括兩個(gè)方面：一是基于廣域信息下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定性研究，主要是對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，二是提高傳統(tǒng)繼電保護(hù)性能，在這一方面，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者都進(jìn)行了深入的研究，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，廣域后背保護(hù)可以分為集中式和分布式兩種，這兩種系統(tǒng)計(jì)算方法也會(huì)有所不同。

1.廣域繼電保護(hù)的有限性

廣域繼電保護(hù)是通過電網(wǎng)廣域同步信息的測(cè)量，并通過信息的整合來計(jì)算出故障元件的位置，并通過簡(jiǎn)單的時(shí)序來保證保護(hù)動(dòng)作的科學(xué)性，電網(wǎng)中的廣域繼電保護(hù)應(yīng)該從工程的實(shí)際保護(hù)對(duì)象以及實(shí)際應(yīng)用為對(duì)象進(jìn)行開展性研究，其核心事項(xiàng)就是保證保護(hù)動(dòng)作的正確定，應(yīng)用在電網(wǎng)之中的廣域繼電保護(hù)應(yīng)該從保護(hù)對(duì)象的后備保護(hù)以及工程的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究，需要獲取廣域內(nèi)的所有信息，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）在廣域繼電保護(hù)中，需要加強(qiáng)首道防線的性能，同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)象的保護(hù)功能，避免出現(xiàn)整定配合困難的問題，要求獲取到與保護(hù)對(duì)象相關(guān)的信息，但與此同時(shí)，繼電保護(hù)后備保護(hù)范圍內(nèi)需要的信息也具有一定的有限性。

（2）廣域繼電保護(hù)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，需要將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為不同的有限元區(qū)域，保證系統(tǒng)過程的實(shí)現(xiàn)。

2.廣域繼電保護(hù)的區(qū)分

廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的區(qū)分是有限廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的區(qū)分是系統(tǒng)空間與保護(hù)范圍有限性的重要體現(xiàn)，也是制定保護(hù)跳閘以及保護(hù)算法實(shí)現(xiàn)的主要依據(jù)之一。

2.1中心站的選取原則

有限廣域繼電保護(hù)集中式結(jié)構(gòu)需要在有限區(qū)域內(nèi)部選擇一個(gè)發(fā)電廠和變電站作為繼電保護(hù)的決策中心站，區(qū)域內(nèi)部其他的發(fā)電廠以及變電站就是子站，這類子站也可以作為備用的中心站。中心站的選擇需要考慮輸電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系以及節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)的連接問題。一般情況下，需要優(yōu)先考慮人員、通信條件以及地理環(huán)境等因素，將一些特殊的發(fā)電廠以及變電站作為中心站，也可以選擇路徑關(guān)聯(lián)密集、相鄰節(jié)點(diǎn)多的變電站作為中心站。 為了保證決策中心的安全性和可靠性，需要在區(qū)域內(nèi)部選擇好備用的中心站，在少數(shù)情況下，中心站會(huì)由于特殊的問題難以起到應(yīng)有的作用，因此，在實(shí)際的選擇過程中一般選擇路徑關(guān)聯(lián)密集、相鄰節(jié)點(diǎn)較多的變電站作為備用的中心站。此外，為了減小分區(qū)，可以選擇任意的兩個(gè)中心站作為發(fā)電廠，一般需要將中心站作為起點(diǎn)，保護(hù)范圍要延伸到下一個(gè)線路末端，如果兩個(gè)中心站為相鄰關(guān)系，兩個(gè)區(qū)域交互區(qū)會(huì)變大，可能會(huì)因此劃分出過多的區(qū)域。

2.2繼電保護(hù)的保護(hù)范圍

廣域繼電保護(hù)是被保護(hù)對(duì)象的后備保護(hù)，在功能上需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)和常規(guī)近后備保護(hù)的功能，那么電力系統(tǒng)中不同的保護(hù)對(duì)象也需要在整個(gè)繼電保護(hù)的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)該種功能，在這個(gè)層面上而言，廣域繼電保護(hù)的保護(hù)范圍需要滿足各個(gè)保護(hù)對(duì)象的遠(yuǎn)后備范圍，以中心站作為起始點(diǎn)，將保護(hù)范圍延伸到下調(diào)線路末端。

2.3邊界有限的區(qū)分原則

電網(wǎng)的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的工程，因此，在光與機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的分區(qū)過程中需要考慮到變電站以及發(fā)電廠的規(guī)劃節(jié)點(diǎn)，在進(jìn)行分區(qū)后需要增加相關(guān)的節(jié)點(diǎn)，并滿足廣域繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)的需求，盡量不要重新進(jìn)行區(qū)域劃分。此外，電力系統(tǒng)是發(fā)電、輸電以及用電的過程，發(fā)電和用電分別作為系統(tǒng)運(yùn)行的起點(diǎn)和終點(diǎn)，輸電則是電路傳輸?shù)闹匾^程，發(fā)電、輸電以及用電的過程在運(yùn)行中容易受到系統(tǒng)的干擾，導(dǎo)致運(yùn)行方式出現(xiàn)變化，甚至?xí)l(fā)生解列的情況，但是一般這種情況在發(fā)電和用電中較少，在輸電過程中較多。因此，在廣域繼電保護(hù)的分區(qū)過程中，應(yīng)該從系統(tǒng)的起點(diǎn)和重點(diǎn)來劃分區(qū)域。

2.4區(qū)域的交互原則

一般變電站的設(shè)置都是遵循交互的原則，如果沒有按照交互原則進(jìn)行設(shè)置，那么變電站得不到保護(hù)，在變電站的直流消失之后，變電站和線路都難以得到保護(hù)，如果線路依照交互原則進(jìn)行設(shè)置，那么在發(fā)生故障之后就可以實(shí)現(xiàn)后備功能，但是由于交互區(qū)域如果過大，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的通信量增加，因此，根據(jù)分析，對(duì)于廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)，其兩個(gè)相鄰區(qū)域內(nèi)需要有一條以上線路的交互，在必要情況下，可以在一定程度上增加交互的線路，這樣就可以有效的避免斷路器失靈以及點(diǎn)電站直流消失的情況，也可以防止由于信息缺失導(dǎo)致故障難以快速切除問題的產(chǎn)生。

【參考文獻(xiàn)】

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