電力系統(tǒng)廣域差動保護算法和實驗研究.pdf

1、電網(wǎng)大互聯(lián)已成為當今電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，而電網(wǎng)規(guī)模越大對繼電保護的要求就越是苛刻。在對全球幾次大停電研究之后，學者們開始逐漸認識到，傳統(tǒng)的只是針對單個元件的繼電保護，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在電網(wǎng)大互聯(lián)的現(xiàn)狀，因此，專家們提出了廣域保護。廣域保護研究方向主要分為系統(tǒng)穩(wěn)定控制和繼電保護兩部分。本文主要研究繼電保護方向，并且將其作為后備保護使用。廣域保護與傳統(tǒng)的繼電保護相互配合能更加有效地保障電力系統(tǒng)的安全運行。
　　本文采用廣域電流差動保護，

2、以圖論法為基礎(chǔ)結(jié)合電網(wǎng)的節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣，提出了利用廣域測量信號在線實時確定廣域后備保護區(qū)的算法。該算法在主保護拒動、斷路器失靈或者近后備保護拒動的情況下可以自動確定后備保護區(qū)，確保后備保護動作切除故障。電流差動保護對參與運算電流的“同步性”要求較高。本文提出用電流預測法解決廣域測量系統(tǒng)不能精確同步測量或者傳輸數(shù)據(jù)延時和丟包的問題，提高差動電流計算精度。
　　制作了以DSP為核心的廣域測量裝置和廣域差動保護裝置，可以測量不同線路

3、的電流，實現(xiàn)廣域電流差動保護。測量裝置和保護裝置之間通過DSP的SPI模塊進行通訊。采用DSP的GPIO口發(fā)出保護的跳閘指令與報警信號。
　　本設計測量裝置與保護裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸采用的是光纖通信的方式，利用以太網(wǎng)模塊實現(xiàn)裝置與光電轉(zhuǎn)換器的連接，采用成型的光電轉(zhuǎn)化模塊節(jié)省了研發(fā)時間并且上手容易性能可靠，在仿真實驗中采用真正的光纖通信，使實驗更加真實可靠。
　　用RT-LAB實時仿真系統(tǒng)測試測量裝置、保護裝置和光纖以太網(wǎng)通信系

4、統(tǒng)。在RT-LAB仿真系統(tǒng)建立電力系統(tǒng)Simulink仿真模型，測量裝置、保護裝置和光纖以太網(wǎng)通信系統(tǒng)與RT-LAB仿真系統(tǒng)相連，進行硬件在環(huán)實時仿真測試。測試驗證了保護方案的有效性與可行性。
　　本文研究的廣域電流差動保護可以在線實時確定后備保護區(qū)，如果斷路器失靈或者后備保護拒動，可以進一步擴大后備保護區(qū)，切除故障。文章以輸電線路為研究對象，采用電流差動原理，提出了基于圖論的后備保護方案，以DSP作為測量和保護裝置核心板，通過光