高壓輸電系統(tǒng)分布式廣域后備保護(hù)系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)智能化水平在不斷提高，新型發(fā)電能源如風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電量占比明顯提升，同時分布式單元的大量接入，都使得未來電網(wǎng)的發(fā)展將形成骨干電網(wǎng)與地方電網(wǎng)及微電網(wǎng)相結(jié)合的第三代智能電網(wǎng)，電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將從整體上更加松散，新生連結(jié)點(diǎn)的平均路徑將變大，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)難以滿足新型電網(wǎng)的保護(hù)需要，繼電保護(hù)系統(tǒng)的更新?lián)Q代勢在必行。
　　廣域保護(hù)技術(shù)的提出和發(fā)展提供了新的契機(jī)。通過建立廣域通信平臺，獲知系統(tǒng)內(nèi)的多點(diǎn)信

2、息，實(shí)現(xiàn)對故障進(jìn)行快速的定位和隔離，特別適合應(yīng)用于對決策響應(yīng)時限要求不太高的后備保護(hù)系統(tǒng)。但是廣域后備保護(hù)系統(tǒng)的大量相關(guān)研究中，并沒有跳出針對系統(tǒng)元件設(shè)立保護(hù)裝置的視角，未能從根本上解決保護(hù)配合復(fù)雜、保護(hù)裝置難以標(biāo)準(zhǔn)化的問題。分布式系統(tǒng)作為廣域保護(hù)研究的重要組成部分，在很多研究方向上存在尚未形成統(tǒng)一的討論范式。
　　綜上，本文從分布式的角度，提出了用廣域手段設(shè)計保護(hù)配置方案的解決思路，建立以斷路器IED為保護(hù)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和功能單元

3、的分布式系統(tǒng)架構(gòu)，定義了其基本工作方式和故障保護(hù)策略。該系統(tǒng)中，保護(hù)配置的對象從原來的系統(tǒng)元件轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)中出現(xiàn)的故障，保護(hù)裝置的配合對象也從原來的元件保護(hù)裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǚ秶鷥?nèi)的IED智能裝置。借此，斷路器IED能夠知曉確切的故障位置，從而簡化了保護(hù)的配合方式，提高了保護(hù)動作的快速性和選擇性，也重新定義了系統(tǒng)的后備保護(hù)功能，真正實(shí)現(xiàn)了分布式測量、決策和執(zhí)行的分布式后備保護(hù)功能。
　　提出了以IED為基礎(chǔ)的保護(hù)范圍劃分原則。明確系統(tǒng)中

4、IED的配合原則，實(shí)現(xiàn)以IED為配合對象的新型近后備、遠(yuǎn)后備保護(hù)功能，不同系統(tǒng)位置的斷路器IED，能夠在各種故障情形中明確自身的近后備、遠(yuǎn)后備保護(hù)配合對象。針對不同保護(hù)范圍的重疊情形，該原則進(jìn)行了相應(yīng)的制定和說明，且充分考慮到了某IED拒動后的保護(hù)處理原則。在不同系統(tǒng)運(yùn)行方式下，以及系統(tǒng)元件之間的不同連接狀態(tài)，分析了劃分原則的適應(yīng)性，得到了可靠性高、選擇性強(qiáng)的結(jié)論。該劃分過程簡單，較傳統(tǒng)的劃分方法有一定的優(yōu)越性體現(xiàn)。
　　提出了以

5、三種保護(hù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的保護(hù)配置方案。首先，提出了以故障方向縱聯(lián)比較為基礎(chǔ)的廣域保護(hù)原理。該原理通過規(guī)定不同結(jié)構(gòu)中的IED正方向，對方向判斷結(jié)果進(jìn)行賦值，實(shí)現(xiàn)IED之間通過信息交換達(dá)到故障定位的目的。判斷信息構(gòu)成簡單，獲取方便，對通信系統(tǒng)的壓力較小，能夠保證對故障的準(zhǔn)確定位。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合保護(hù)范圍劃分原則，對系統(tǒng)中的IED類型進(jìn)行分類，提出了“線路—母線”、“線路—變壓器”和“母線—變壓器”三種保護(hù)結(jié)構(gòu)，并對三種保護(hù)結(jié)構(gòu)中的故障處理過程進(jìn)