專利名稱：一種區(qū)域電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于區(qū)域電網(wǎng)電 氣量和狀態(tài)量信息共享的繼電保護(hù)和安全控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)互聯(lián)及電力市場(chǎng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)將日漸接近其運(yùn)行極限，其運(yùn)行和控制 將更為復(fù)雜，發(fā)生擾動(dòng)和故障的可能性更大，后果也更嚴(yán)重，這對(duì)穩(wěn)定控制提出了更高 的要求。
常規(guī)的繼電保護(hù)用于在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后實(shí)現(xiàn)對(duì)故障元件的自動(dòng)和快速切除、隔 離故障，以保證人身和設(shè)備安全以及無(wú)故障部分的正常運(yùn)行?，F(xiàn)有的繼電保護(hù)和安全自 動(dòng)裝置不能適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的要求，主要問(wèn)題如下
保護(hù)動(dòng)作判據(jù)都是基于本地測(cè)量數(shù)據(jù)，其選擇性要求繼電保護(hù)只能保護(hù)本地網(wǎng)絡(luò)， 沒(méi)有考慮故障對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響，難以對(duì)運(yùn)行方式的不斷變化的客觀系統(tǒng)作出全面的反 映。保護(hù)裝置相互之間缺乏有效的協(xié)調(diào)，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全局的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在某些情 況下(如發(fā)生連鎖故障)會(huì)惡化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。在高負(fù)荷時(shí)期，這些關(guān)鍵的聯(lián)絡(luò)線上 的傳輸功率可能接近輸送功率極限。這種情況下運(yùn)行的系統(tǒng)抗擾動(dòng)的能力大大降低，很 容易因?yàn)橐粭l聯(lián)絡(luò)線發(fā)生偶然事故斷開造成其余線路過(guò)負(fù)荷而相繼斷開，從而使事故蔓 延，甚至造成系統(tǒng)崩潰。美國(guó)8. 14大停電事故最初就是從幾條線路相繼斷開開始的。
常規(guī)的后備保護(hù)雖然有比較大的保護(hù)范圍，但其選擇性的獲得要以犧牲快速性為代 價(jià)，動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有時(shí)候難以發(fā)揮應(yīng)有的保護(hù)作用?，F(xiàn)有的繼電保護(hù)配置當(dāng)中，后備 保護(hù)的時(shí)限整定遵循階梯時(shí)限原則，為了保證選擇性，后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可能高達(dá)數(shù) 秒。在電網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜程度越來(lái)越大的情況下，這一問(wèn)題越顯突出，至今仍無(wú)法很好的 解決。
安全自動(dòng)裝置的主要作用是維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在緊急情況下采取減負(fù)荷、 切機(jī)以及系統(tǒng)解列運(yùn)行等方式來(lái)避免電網(wǎng)崩潰而導(dǎo)致大停電事故。目前電力系統(tǒng)的安全 自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)裝置是兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，二者之間缺乏有效的通信和配合，無(wú)法準(zhǔn) 確反映整個(gè)系統(tǒng)的變化情況。
隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，特別是光纖的大量敷設(shè)，為獲得區(qū)域電網(wǎng)多點(diǎn) 電氣量和狀態(tài)量信息提供了必要的信息基礎(chǔ)。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的增強(qiáng)，為將繼電保護(hù)系統(tǒng)和安全自動(dòng)控制系統(tǒng)集成在一起提供硬件條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于區(qū)域電網(wǎng)電氣量和狀態(tài)量信息共享的保護(hù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng) 可以完成區(qū)域電網(wǎng)的線路保護(hù)、失靈保護(hù)功能以及低頻減載、低壓減載功能。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
--種基于區(qū)域電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的保護(hù)系統(tǒng)，所述區(qū)域電網(wǎng)由若干個(gè)站點(diǎn)、即變電站和 發(fā)電廠組成，各站點(diǎn)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，共享采集數(shù)據(jù)，所述保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)安裝在 被保護(hù)的區(qū)域電網(wǎng)各站點(diǎn)中的智能保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的保護(hù)；其特征在于，
所述智能保護(hù)裝置雙重化配置為智能保護(hù)主機(jī)和智能保護(hù)從機(jī)，智能保護(hù)主機(jī)負(fù)責(zé) 整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)所有元件的保護(hù)，智能保護(hù)從機(jī)負(fù)責(zé)所在變電站的各元件保護(hù)；
所述智能保護(hù)裝置具有數(shù)據(jù)采集模塊，利用GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓、電 流以及狀態(tài)量的同步測(cè)量，并計(jì)算電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位、頻率信息，通過(guò)所述 網(wǎng)絡(luò)將所計(jì)算的電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位和頻率信息以及測(cè)量到的狀態(tài)量數(shù)據(jù)連同 計(jì)算時(shí)刻的GPS時(shí)間信息傳送到其他站點(diǎn)；
智能保護(hù)裝置根據(jù)本站點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)和共享的其他站點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和 分析以判斷被保護(hù)的電網(wǎng)是否發(fā)生了異常和故障，進(jìn)而根據(jù)判斷的結(jié)果和電網(wǎng)的綜合信 息生成相應(yīng)的控制命令，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下達(dá)給相應(yīng)的智能執(zhí)行裝置；同時(shí)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)收集到的 數(shù)據(jù)，并記錄下達(dá)給智能執(zhí)行裝置的各種命令和發(fā)出的其他信息，以備日后查詢分析。 本發(fā)明是基于區(qū)域電網(wǎng)電氣量和狀態(tài)量信息共享的控制系統(tǒng)和控制方法，其綜合判斷電 力系統(tǒng)是否發(fā)生了故障和異常。采用分相電流差動(dòng)作為線路的后備保護(hù)，避免了傳統(tǒng)的 線路后備保護(hù)采用距離保護(hù)整定困難和動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。某條線路跳閘后，自動(dòng)提 高同一功率斷面的其他線路的過(guò)負(fù)荷定值，解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)無(wú)法解決的連鎖跳閘的 難題。本發(fā)明可以獲得整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的電壓和頻率情況，可以綜合考慮整個(gè)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，選擇最優(yōu)的切負(fù)荷方式，從而盡快地恢復(fù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。在開關(guān)拒動(dòng)的情況下，本 發(fā)明可以快速的給拒動(dòng)開關(guān)相鄰節(jié)點(diǎn)的開關(guān)發(fā)出跳閘命令，避免事故的擴(kuò)大?？梢悦黠@ 地提升繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的功效，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。


如圖1所示為本發(fā)明區(qū)域電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
5下面根據(jù)說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明公開了一種基于區(qū)域電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的保護(hù)系統(tǒng)，所述區(qū)域電網(wǎng)由若干個(gè)變電 站和發(fā)電廠組成，各站點(diǎn)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，共享采集數(shù)據(jù)，所述保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)安 裝在被保護(hù)的區(qū)域電網(wǎng)變電站中的智能保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的保護(hù)。整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的 保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖l所示。
智能保護(hù)主機(jī)和智能保護(hù)從機(jī)安裝在被保護(hù)的電網(wǎng)區(qū)域的變電站，智能保護(hù)主機(jī)負(fù) 責(zé)整個(gè)區(qū)域所有元件的保護(hù)，智能保護(hù)從機(jī)負(fù)責(zé)所在變電站的集成式保護(hù)。智能保護(hù)裝 置具有數(shù)據(jù)采集模塊，利用高精度的GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓、電流以及狀態(tài) 量的同步測(cè)量，并計(jì)算電網(wǎng)電壓、電流的幅值、'相位、頻率信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將所計(jì)算的 電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位和頻率信息以及測(cè)量到的狀態(tài)量數(shù)據(jù)連同計(jì)算時(shí)刻的GPS 時(shí)間信息傳送到其他站點(diǎn)；智能保護(hù)裝置根據(jù)本機(jī)數(shù)據(jù)和共享的其他站點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)迸 行計(jì)算和分析以判斷被保護(hù)的電網(wǎng)是否發(fā)生了異常和故障，進(jìn)而根據(jù)判斷的結(jié)果和電網(wǎng)
的綜合信息生成相應(yīng)的控制命令，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下達(dá)給相應(yīng)的智能執(zhí)行裝置；同時(shí)實(shí)時(shí)存儲(chǔ) 收集到的數(shù)據(jù)，并記錄下達(dá)給智能執(zhí)行裝置的各種命令和發(fā)出的其他信息，以備日后査 詢分析。
對(duì)于區(qū)域內(nèi)線路，區(qū)域智能保護(hù)主機(jī)采用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行故障判定，對(duì)于具有分 支的線路，將距離系統(tǒng)電源最近的分支的一端作為差動(dòng)保護(hù)的一側(cè)，將其它分支的電流 做相量和計(jì)算后作為差動(dòng)保護(hù)的另外一側(cè)，將兩側(cè)電流的相量和的幅值作為差動(dòng)電流， 將兩側(cè)電流相量差的幅值作為制動(dòng)電流，采用比率制動(dòng)特性進(jìn)行判定。由于數(shù)據(jù)共享， 智能保護(hù)主機(jī)可以將區(qū)域內(nèi)所有線路同時(shí)使用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)來(lái)判定，可準(zhǔn)確判定故障線 路。當(dāng)發(fā)生電流互感器斷線時(shí)，根據(jù)控制字的設(shè)置來(lái)決定是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)。
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生頻率低于預(yù)定值或者電壓低于預(yù)定值時(shí)(頻率定值和電壓定值根據(jù)電網(wǎng) 調(diào)度運(yùn)行的需要由電網(wǎng)運(yùn)行人員事先設(shè)定)，切除部分負(fù)荷以防止電壓崩漬和頻率崩潰。 由于主站單元可以獲得整個(gè)電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、頻率以及開關(guān)量的狀態(tài)信息， 因此主站單元可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的策略選擇最優(yōu)的切負(fù)荷方式。
當(dāng)所述站點(diǎn)智能保護(hù)裝置檢測(cè)并判斷到線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)的子站控 制執(zhí)行單元發(fā)跳閘令跳開故障線路各側(cè)斷路器，經(jīng)過(guò)設(shè)定延時(shí)后，如果故障線路還有電 流，則認(rèn)為該斷路器失靈，則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)子站控制執(zhí)行單元發(fā)跳令i^兆開該故障線路 上一級(jí)的斷路器，避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。
區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各站點(diǎn)之間通過(guò)電力系統(tǒng)的2M帶寬的專用數(shù)據(jù)通道進(jìn)行通信。站點(diǎn)包 括智能保護(hù)裝置和智能執(zhí)行裝置，智能保護(hù)裝置由電源插件、AD采樣插件、狀態(tài)量開入 插件、GPS授時(shí)插件、采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)插件、網(wǎng)絡(luò)通信插件、CPU插件組成，上述插件并排插入到背板上，使得各個(gè)插件之間可以直接通信。電源插件為整個(gè)裝置提供工作電源。 AD采樣插件負(fù)責(zé)采集電壓、電流等模擬量，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，計(jì)算出電氣量的幅值相位 和頻率。開入插件負(fù)責(zé)采集斷路器位置、刀閘位置等開關(guān)狀態(tài)量。GPS授時(shí)插件負(fù)責(zé)接 收GPS的對(duì)時(shí)脈沖信號(hào)。采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)插件負(fù)責(zé)記錄采樣數(shù)據(jù)，為事后的故障分析提供 錄波數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)通信插件承接采集裝置與外界通信及信息交換。CPU插件是裝置的核心 插件，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處理、保護(hù)邏輯判斷、控制命令的發(fā)送、軟硬件自檢。
智能保護(hù)裝置每隔10ms進(jìn)行一次相量計(jì)算，根據(jù)電壓、電流的采樣值用傅里葉算 法計(jì)算得到電壓、電流的幅值和相位以及頻率。并把幅值、相位和頻率計(jì)算結(jié)果以及斷 路器位置、刀閘位置等狀態(tài)量連同計(jì)算時(shí)刻的GPS時(shí)間信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到其他站點(diǎn)的 智能保護(hù)裝置。
智能執(zhí)行裝置由電源插件、通信管理插件、開出插件、開入插件組成。智能執(zhí)行裝 置的開入插件采集電網(wǎng)的狀態(tài)量信息，包括斷路器跳合閘位置，刀閘位置。智能執(zhí)行裝 置的開出插件接入到電力系統(tǒng)斷路器的跳合閘回路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的跳合閘操作。智 能執(zhí)行裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收智能保護(hù)裝置下達(dá)的G00SE信息包括跳閘、合閘命令等，并把 執(zhí)行結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給智能保護(hù)裝置，同時(shí)把收到的G00SE命令以報(bào)文的形式存儲(chǔ)到 智能執(zhí)行裝置中，以備日后査詢。
本發(fā)明的保護(hù)和控制功能包括以下邏輯功能和步驟，各個(gè)功能模塊相互獨(dú)立，可以 通過(guò)控制字進(jìn)行投退。
作為線路保護(hù)，首先判斷線路各側(cè)的電流突變量元件是否啟動(dòng)，如果沒(méi)有啟動(dòng)說(shuō)明 沒(méi)有故障，如果突變量元件啟動(dòng)，智能保護(hù)采用傳統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行故障判定。對(duì) 于具有分支的線路，將距離系統(tǒng)電源最近的一端作為一側(cè)，將其它分支的電流做相量和 計(jì)算作為另外一側(cè)。兩側(cè)電流的相量和的幅值作為差動(dòng)電流，兩側(cè)電流相量差的幅值作 為制動(dòng)電流，采用比率制動(dòng)特性進(jìn)行判定。當(dāng)發(fā)生電流互感器斷線時(shí)，可以根據(jù)控制字 的設(shè)置是否閉鎖差動(dòng)保護(hù)。
對(duì)于本站的線路和其他元件，智能保護(hù)從機(jī)采用本地采集的模擬量進(jìn)行全站集成式 保護(hù)，其中線路保護(hù)采用3段式距離保護(hù)、4段零序方向保護(hù)；主變及后備保護(hù)采用分 相差動(dòng)保護(hù)、零序差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流保護(hù)。
對(duì)于區(qū)域內(nèi)線路，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)和距離保護(hù)速斷、零序保護(hù)速斷均未判定故障時(shí)，可 用線路方向關(guān)聯(lián)矩陣來(lái)判定故障點(diǎn)并延時(shí)切除故障。可根據(jù)被保護(hù)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成 系統(tǒng)關(guān)聯(lián)矩陣，同時(shí)需根據(jù)各智能保護(hù)主機(jī)檢測(cè)到的斷路器的位置狀態(tài)信息實(shí)時(shí)修改系 統(tǒng)關(guān)聯(lián)矩陣。系統(tǒng)采用目前己經(jīng)成熟應(yīng)用的方向元件進(jìn)行故障線路的篩選，智能保護(hù)主 機(jī)將就地方向測(cè)量元件的正反向判斷結(jié)果傳送到系統(tǒng)中其他智能保護(hù)主機(jī)。根據(jù)被保護(hù)的電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)的關(guān)聯(lián)矩陣以及各保護(hù)單元的方向判斷結(jié)果，經(jīng)綜合處理篩選 出故障線路。
自適應(yīng)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能。當(dāng)某條線路因過(guò)負(fù)荷或者故障導(dǎo)致該線路退出運(yùn)行，可 能導(dǎo)致同一功率斷面上的其他線路因過(guò)負(fù)荷跳閘退出運(yùn)行，從而出現(xiàn)連鎖故障。為避免 連鎖故障的發(fā)生，智能保護(hù)裝置在某條線路跳閘后，自動(dòng)提高同一功率斷面的其他線路 的過(guò)負(fù)荷電流定值和時(shí)間定值，降低過(guò)負(fù)荷保護(hù)在此情況下的過(guò)負(fù)荷的靈敏度，從而避 免連鎖跳閘事故。
低頻、低壓切負(fù)荷功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生頻率低于預(yù)定值或者電壓低于預(yù)定值時(shí)(該預(yù) 定值為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員事先設(shè)定的)，切除部分負(fù)荷以防止電壓崩潰和頻率崩潰。智 能保護(hù)裝置可以獲得整個(gè)電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、頻率以及開關(guān)量的狀態(tài)信息。與 傳統(tǒng)的切負(fù)荷策略不同，本發(fā)明的智能保護(hù)裝置首先計(jì)算電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)母線的電壓和頻 率，當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)電壓低于預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)低壓減載，選擇電壓最低的母線，然后在 該母線上切除負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重新核算區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有母線的頻率和電壓，再次 選擇電壓最低的母線，切除該母線上負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重復(fù)以上步驟，直到系統(tǒng)電 壓恢復(fù)到允許范圍。當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)頻率低于預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)低頻減載，選擇頻率最低 的母線，然后在該母線上切除負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重新核算區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有母線的頻 率和電壓，再次選擇頻率最低的母線，切除該母線上負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重復(fù)以上步 驟，直到系統(tǒng)頻率恢復(fù)到允許范圍。
智能保護(hù)裝置檢測(cè)到線路發(fā)生故障，發(fā)跳閘令跳開故障線路各側(cè)斷路器。經(jīng)過(guò)一定 延時(shí)后，如果故障線路還有電流，則認(rèn)為斷路器失靈，發(fā)跳令跳開故障線路上一級(jí)的斷 路器，避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。
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權(quán)利要求
1、一種基于區(qū)域電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的保護(hù)系統(tǒng)，所述區(qū)域電網(wǎng)由若干個(gè)站點(diǎn)組成，所述站點(diǎn)為變電站和發(fā)電站，各站點(diǎn)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，共享采集數(shù)據(jù)，所述保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)安裝在被保護(hù)的區(qū)域電網(wǎng)各站點(diǎn)中的智能保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的保護(hù)；其特征在于，所述智能保護(hù)裝置雙重化配置為智能保護(hù)主機(jī)和智能保護(hù)從機(jī)，智能保護(hù)主機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)所有元件的保護(hù)，智能保護(hù)從機(jī)負(fù)責(zé)所在站點(diǎn)的各種元件保護(hù)；所述智能保護(hù)裝置具有數(shù)據(jù)采集模塊，利用GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)電壓、電流以及狀態(tài)量的同步測(cè)量，并計(jì)算所述區(qū)域電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位、頻率信息，通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)將所計(jì)算的電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位和頻率信息以及測(cè)量到的狀態(tài)量數(shù)據(jù)連同計(jì)算時(shí)刻的GPS時(shí)間信息傳送到區(qū)域電網(wǎng)中的其他站點(diǎn)；智能保護(hù)裝置根據(jù)本站點(diǎn)的數(shù)據(jù)和共享的其他站點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析以判斷被保護(hù)的電網(wǎng)是否發(fā)生了異常和故障，進(jìn)而根據(jù)判斷的結(jié)果和電網(wǎng)的綜合信息生成相應(yīng)的控制命令，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下達(dá)給相應(yīng)的智能執(zhí)行裝置；同時(shí)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)收集到的數(shù)據(jù)，并記錄下達(dá)給智能執(zhí)行裝置的各種命令和發(fā)出的其他信息，以備日后查詢分析。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)線路，區(qū)域智能保護(hù)主機(jī)采用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行故障判定，對(duì)于具 有分支的線路，將距離區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)電源最近的分支的一端作為差動(dòng)保護(hù)的一側(cè)，將其 它分支的電流做相量和計(jì)算后作為差動(dòng)保護(hù)的另外一側(cè)，將兩側(cè)電流的相量和的幅值作 為差動(dòng)電流，將兩側(cè)電流相量差的幅值作為制動(dòng)電流，采用比率制動(dòng)特性進(jìn)行判定；由 于數(shù)據(jù)共享，智能保護(hù)主機(jī)可以將區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有線路同時(shí)使用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)來(lái)判定， 準(zhǔn)確判定故障線路，當(dāng)發(fā)生電流互感器斷線時(shí)，根據(jù)控制字的設(shè)置來(lái)決定是否閉鎖差動(dòng) 保護(hù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于屬于某一站點(diǎn)的線路和其他元件，智能保護(hù)從機(jī)采用該站點(diǎn)采集的模擬量進(jìn)行 全站集成式保護(hù)，其中線路保護(hù)采用3段式距離保護(hù)、4段零序方向保護(hù)；主變及后備 保護(hù)采用分相差動(dòng)保護(hù)、零序差動(dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流保護(hù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)線路，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)和距離保護(hù)速斷、零序保護(hù)速斷均未判定出故障 時(shí)，使用線路方向關(guān)聯(lián)矩陣來(lái)判定故障點(diǎn)并延時(shí)切除故障，根據(jù)被保護(hù)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 形成系統(tǒng)關(guān)聯(lián)矩陣，同時(shí)需根據(jù)各智能保護(hù)主機(jī)檢測(cè)到的斷路器的位置狀態(tài)信息實(shí)時(shí)修改系統(tǒng)關(guān)聯(lián)矩陣，采用方向元件進(jìn)行故障線路的篩選，智能保護(hù)主機(jī)將當(dāng)前線路的方向 測(cè)量元件的正反向判斷結(jié)果傳送到保護(hù)系統(tǒng)中其他智能保護(hù)主機(jī)，根據(jù)被保護(hù)的電力系 統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)的關(guān)聯(lián)矩陣以及各保護(hù)單元的方向判斷結(jié)果，經(jīng)綜合處理篩選出故障線 路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)中某條線路因過(guò)負(fù)荷或者故障導(dǎo)致該線路退出運(yùn)行，該線路所屬站點(diǎn)智 能保護(hù)主機(jī)自動(dòng)提高同一功率斷面的過(guò)負(fù)荷電流定值和時(shí)間定值，從而避免連鎖跳閘事 故。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)電壓低于預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)低壓減載，選擇電壓最低的母線，然后在 該母線上切除負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重新核算區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有母線的頻率和電壓，再次選擇電壓最低的母線，切除該母 線上負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重復(fù)以上步驟，直到系統(tǒng)電壓恢復(fù)到允許范圍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)頻率低于預(yù)定值時(shí)，啟動(dòng)低頻減載，選擇頻率最低的母線，然后在 該母線上切除負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重新核算區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有母線的頻率和電壓，再次選擇頻率最低的母線，切除該母 線上負(fù)荷級(jí)別最低的線路；重復(fù)以上步驟，直到系統(tǒng)頻率恢復(fù)到允許范圍。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述站點(diǎn)智能保護(hù)裝置檢測(cè)并判斷到線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)的子站控 制執(zhí)行單元發(fā)跳閘令跳開故障線路各側(cè)斷路器，經(jīng)過(guò)設(shè)定延時(shí)后，如果故障線路還有電流，則認(rèn)為該斷路器失靈，則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向相應(yīng)子站控制執(zhí)行單元發(fā)跳令跳開該故障線路 上一級(jí)的斷路器，避免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述站點(diǎn)與站點(diǎn)之間通過(guò)電力系統(tǒng)的2M帶寬的專用數(shù)據(jù)通道進(jìn)行通信。由于數(shù)據(jù) 共享，區(qū)域內(nèi)任意站點(diǎn)都可以判定整個(gè)區(qū)域內(nèi)的故障狀態(tài)，按照預(yù)先設(shè)定的主備方案執(zhí) 行控制指令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種區(qū)域數(shù)據(jù)共享的保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，考慮將關(guān)聯(lián)緊密地若干條線路作為一個(gè)區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的各保護(hù)裝置通過(guò)光纖互聯(lián)，信息共享，構(gòu)建新型保護(hù)系統(tǒng)。該保護(hù)系統(tǒng)利用了多個(gè)點(diǎn)共享同步信息，系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能準(zhǔn)確判斷故障的位置，在通信正常時(shí)保護(hù)動(dòng)作具有絕對(duì)選擇性；主保護(hù)拒動(dòng)或斷路器失靈時(shí)能根據(jù)被保護(hù)的電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及故障線路位置，篩選出需作為后備保護(hù)動(dòng)作的保護(hù)單元，區(qū)域智能后備保護(hù)比傳統(tǒng)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間短并且有更好的選擇性，同時(shí)也大大簡(jiǎn)化了整定配合工作。
文檔編號(hào)H02J13/00GK101621217SQ200910090948
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者周虎兵, 殷建剛, 王友懷, 田文輝, 敏 蔡, 趙嚴(yán)鳳 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司;湖北省電力公司