基于对等式通信的网络式配电网保护系统的研究

基于对等式通信的网络式配电网保护系统的研究

吴尚洁[1]2003年在《基于对等式通信的网络式配电网保护系统的研究》文中研究说明在配电网自动化系统中,故障的快速定位和清除是最重要的组成部分之一。然而,由于配电网中通常线路距离较短,一般不超过3~5km,当级联开关较多时,保护的配合问题成了一个难题。显然,用传统的过流、距离等保护方式来做保护配合是非常困难的。而如果线路上的任何一点故障,都让变电站出口断路器去跳闸,这势必会造成不必要的大范围停电。 增加了通信能力之后,配电网自动化出现了数字式逻辑保护方式。其主要处理模式是集中仲裁式的,即在一个局部的环网中设立一个保护子站收集各个FTU的开关故障信息,集中分析判断,之后下发命令至相应的FTU,允许离故障点最近的开关速断跳闸,快速清除故障。集中仲裁式的数字式逻辑保护速度快,准确性高,但集中式的故障处理模式始终存在对上级子站的依赖性,给系统的安全留下一定的风险。 本文提出了一个新的适合配电网的保护配合方案,称为网络式保护配合。该方案利用对等式通信网络,通过分布式的通信仲裁,使每个FTU能够收集并综合利用本身的故障状态及网络中其他开关的信息,进行分析判断,实现开关高速、有选择性的动作。既克服对保护子站的依赖性,又确保线路的任何地方发生故障时,开关都能正确动作。其目的是达到更快的速度和更高的可靠性。网络式保护将是一个全新的保护理念,使配网自动化系统的保护配合走过由分布到集中,由集中再到分布的历程,利用现代的通信方式和简单可靠的判据,使整个网络在互动中更高效地完成配合。 网络式保护的关键之一是选择恰当的对等式通信方式。本文研究了几种当前流行的对等式通信方案,并对它们的可行性进行了比较。 作者提出了网络式配电网保护的原理和逻辑算法,论证了算法的正确性,分别探讨了当配电网处于辐射状运行方式下和处于多电源并行供电方式下网络式保护的实现方案,并且在现有的硬件平台上进行了网络式保护控制装置的软件设计。

申承俊[2]2015年在《智能配电网故障处理自动化技术探讨与研究》文中指出智能配电网是智能电网的重要组成部分,确保配电系统的安全可靠对于整个区域的供电起到至关重要的作用。目前智能配电网发展的潮流是配电自动化程度的提高,尽可能减少人工的干预,提高配电网的“自愈”能力。本文旨在通过分析智能配电网的控制指标,和配电网中存在的故障类型对故障处理自动化技术进行探讨与研究,重点探讨了几种新颖有效的处理方案,并通过实际应用案例来介绍这些新技术的具体应用。本文介绍了配电网“自愈”技术的具体含义和要求,并从智能化设备、可靠性运行、分布式网络叁个方面近年来涌现的新技术进行介绍:为了解决配电网保护中快速性和选择性的矛盾,引入了网络式保护的技术,通过计算机技术和网络通信技术的应用,实现多个站点的信息共享,从而实现协调保护:为实现配电网中故障区域的自动隔离和提高负荷自动转供的可靠性,提出了分布式智能控制技术,利用相关站点实时测控数据的对等交换,既可以利用多个站点的测量信息实现更为丰富、完善的控制功能,又能避免主站集中控制带来的通信与数据处理延时长的问题。为提高查找配电网中故障点的效率,及早实现故障的修复,提出了故障点自动定位技术,通过故障指示器技术、GSM通信技术和GIS(地理信息系统)技术的综合应用,开发出一套自动高效的故障点检测及定位系统,对于包括相间短路和单相接地故障的故障点进行自动检测和定位。在此基础上,应用西门子软件开发出一套配网故障自愈控制系统对配电网故障进行详细的分析。

赵煜[3]2016年在《配电网分布式继电保护系统及其通信方式研究》文中指出随着分布式电源大量接入配电网,原有的配电网结构发生了较大的变化,由单电源辐射型网络变成了多电源网络结构,潮流不再是单向从系统侧流向负荷侧。相应地,在继电保护装置的下游和上游发生故障时,都将有故障电流流过保护装置。由于现行配电保护没有方向元件,一旦故障电流超过整定值,保护动作将失去选择性,不可避免的存在故障切除选择性低、故障跳闸可靠性低、开关设备损耗大、故障处理时间长等缺点。此外,分布式电源的接入也改变了附近节点的短路电流水平。在发生故障时,由于分布式电源的助增或分流作用,流过保护装置的故障电流可能会增大或减小,对保护的范围和灵敏度产生影响,给各线路保护的上下级配合带来问题。对于有分布式电源接入的配电网,需要配置新型的网络拓扑保护,解决线路故障时保护动作的选择性问题,提高线路保护功能,实现准确的故障切除与隔离。本文首先介绍了国内外分布式配电网的配电系统保护、广域保护、网络保护等相关研究现状,配网通信组网的发展情况。然后结合横琴电网对电网可靠性的要求,研究了网络拓扑保护的系统体系构架,为增强分布式配电网的容错能力,给出了对等式自愈系统体系构建,再结合上述体系,研究适用于该体系的通信技术、网架结构,提高通信容错能力,来确保线路各DTU间传递GOOSE信号可靠准确传输,实现基于区域信息共享的配电网控制,最后结合珠海供电局横琴配电网实际及未来发展规划,探讨了配电接线模式、配网保护应用方案和通信应用规划,并在相关线路上对保护构架进行模拟测试。本文针对传统配电网继电保护应用与分布式电网的不足,提出了一整套基于网络的拓扑保护体系,考虑到配网设备可靠性低的问题,构建了无需主站的对等式自愈结构模型,并结合珠海电网进行了模拟测试。

杨珊珊[4]2008年在《中低压配电系统继电保护的优化及其软件开发》文中研究说明继电保护作为电力安全生产体系中的重要环节,对确保电力系统的安全、稳定、可靠和经济运行有着重要的作用。继电保护装置动作的性能,不仅与其所采用的原理、设计等密切相关,而且也与其配置和整定密切相关。配电网络处于电力系统的末端,是电能输送的最后一个环节,直接承担着对用户的供电,其安全运行水平直接影响对用户的供电质量。因此根据实际电网的结构、参数和需求,对配电网的继电保护进行优化,改善配电网保护的整定方法和配置,在理论上和实际上都具有重要的意义。随着电网结构的日趋复杂,继电保护整定计算的技术难度和工作量越来越大。以往主要依靠人工并辅以专用计算工具进行整定计算的方式,由于计算量大,计算时间长,计算精度低,已经无法满足生产需要。随着计算机技术的发展及其在科研、生产领域的普及,利用计算机软件进行继电保护整定计算已经成为一种趋势。研究开发一个实用的配电系统继电保护整定计算软件是提高配电系统继电保护运行管理水平,提高劳动生产率的有效手段。本文首先分析了煤矿供电系统继电保护的重要性,以兖矿集团兴隆庄煤矿供电系统为例,参考由PSASP对系统建模计算得到的短路电流数据,针对现有继电保护的不足,提出了优化整定方案。结合煤矿供电系统的特殊性,对叁段式保护的每一段都进行了改进。优化后方案能使保护最大限度满足要求,降低事故发生率。结合典型系统模型给出了改进后的计算结果,从选择性、速断性、可靠性和灵敏性四个方面分析评价了优化方案的合理性和优越性。本文开发的配电系统继电保护整定计算软件,以Microsoft VisualC++的MFC为开发环境,以优化后的配电系统继电保护整定方法为基础,整个程序基于对话框。该软件可实现图形编辑环境下的建模、文本方式的短路电流计算以及变压器和线路的各种保护类型在各种不同整定原则下的整定计算。计算结果可以以excel文件的形式进行保存,并且可以在程序中随时读取保存过的结果。实例分析模块针对兴隆庄煤矿典型系统图,可视化的显示各段线路的保护类型,方便用户在图中相关区域通过鼠标点击选择保护类型自动完成整定计算。最后,本文论述了改变现有保护配置的可行性,对网络式保护以及电压保护、速切保护等保护装置在本系统中应用的可行性进行了对比分析。

陶守元[5]2011年在《配电网单相接地故障隔离方法的研究》文中研究说明我国配电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统接线方式。配电网发生的故障大部分为单相接地故障,目前单相接地故障的处理方法主要是在变电站内采用接地选线装置,故障发生时选出故障线路,跳开整条线路。这样将导致切除非故障区域,供电恢复时间长,降低了供电可靠性,而且选线精度也不理想。通过对比集中式控制方式和分布式控制方式发现,分布式故障隔离方法将保护功能下放到FTU,能够通过相邻开关节点的故障信息,直接跳开故障区域两端开关,实现故障隔离。这种方法不影响非故障区域,故障处理迅速,而且对故障区域定位较准,能够提高供电可靠性和改善供电质量。本文通过详细分析配电网单相接地故障时的故障特征量,提出一种基于负序电流和零序电压的分布式故障隔离方案。首先将配电网络拓扑图分为若干组,每组中各节点确定各自的相邻节点号以及开关类型,当发生单相接地故障时,各节点FTU检测到零序电压,保护启动,通过比较馈线上相邻FTU的负序电流幅值,运用分布式算法确定故障区域,完成故障隔离。本文对故障点前后的负序电流以及零序电压做了仿真分析,验证了以此做为判据的理论依据。最后,对一个典型的配电网络,详细阐述了各节点发生单相接地故障时如何运用分布式算法进行故障定位的完整过程

参考文献:

[1]. 基于对等式通信的网络式配电网保护系统的研究[D]. 吴尚洁. 中国电力科学研究院. 2003

[2]. 智能配电网故障处理自动化技术探讨与研究[D]. 申承俊. 东南大学. 2015

[3]. 配电网分布式继电保护系统及其通信方式研究[D]. 赵煜. 华南理工大学. 2016

[4]. 中低压配电系统继电保护的优化及其软件开发[D]. 杨珊珊. 山东大学. 2008

[5]. 配电网单相接地故障隔离方法的研究[D]. 陶守元. 华中科技大学. 2011

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