電力系統(tǒng)廣域差動(dòng)保護(hù)算法和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電網(wǎng)大互聯(lián)已成為當(dāng)今電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而電網(wǎng)規(guī)模越大對(duì)繼電保護(hù)的要求就越是苛刻。在對(duì)全球幾次大停電研究之后，學(xué)者們開始逐漸認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的只是針對(duì)單個(gè)元件的繼電保護(hù)，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(hù)。廣域保護(hù)研究方向主要分為系統(tǒng)穩(wěn)定控制和繼電保護(hù)兩部分。本文主要研究繼電保護(hù)方向，并且將其作為后備保護(hù)使用。廣域保護(hù)與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相互配合能更加有效地保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　　本文采用廣域電流差動(dòng)保護(hù)，

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

3、的電流，實(shí)現(xiàn)廣域電流差動(dòng)保護(hù)。測(cè)量裝置和保護(hù)裝置之間通過DSP的SPI模塊進(jìn)行通訊。采用DSP的GPIO口發(fā)出保護(hù)的跳閘指令與報(bào)警信號(hào)。
　　本設(shè)計(jì)測(cè)量裝置與保護(hù)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(shí)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(shí)間并且上手容易性能可靠，在仿真實(shí)驗(yàn)中采用真正的光纖通信，使實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)可靠。
　　用RT-LAB實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)測(cè)試測(cè)量裝置、保護(hù)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(cè)量裝置、保護(hù)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(jìn)行硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真測(cè)試。測(cè)試驗(yàn)證了保護(hù)方案的有效性與可行性。
　　本文研究的廣域電流差動(dòng)保護(hù)可以在線實(shí)時(shí)確定后備保護(hù)區(qū)，如果斷路器失靈或者后備保護(hù)拒動(dòng)，可以進(jìn)一步擴(kuò)大后備保護(hù)區(qū)，切除故障。文章以輸電線路為研究對(duì)象，采用電流差動(dòng)原理，提出了基于圖論的后備保護(hù)方案，以DSP作為測(cè)量和保護(hù)裝置核心板，通過光