新時期繼電保護的廣域保護研究的論文
智慧電網是全球經濟、科技不斷髮展的產物,對於提升電網執行質量具有不容忽視的作用。而我國在進行智慧電網建設的過程中,必須從電網現階段的實際情況入手,確保透過智慧電網建設,改善我國輸配電的效率和質量。而要想從根本上提升智慧電網執行穩定性和可靠性,必須從完善繼電保護功能入手。可以說,智慧電網建設為繼電保護的發展提供了機遇,在這種情況下,我國相關領域研究人員必須準確掌握繼電保護重點研究內容,才能夠實現質的突破。
1智慧電網建設給繼電保護工作帶來機遇
近年來,新型繼電保護的發展中,都是以智慧電網為基礎的。在資訊採集領域,我國對動態監測系統的構建始於1996年,該系統可以實現實時資訊檢測。至今為止,PMU即同步相量測量單元已經在我國多數220kV變電站中進行安裝,而同時,也成為我國500kV變電站的重要組成部分。在這種情況下,現階段我國已經形成了擁有一定規模的WMAS即廣域測量系統[1].在線上同步測量廣域電網的過程中,可以對WAMS/PMU進行充分的應用,而在更新資料的過程中,時間也大大縮減,能夠在幾十毫秒內完成,這樣一來,就為繼電保護功能資訊同步的實現奠定了良好的基礎。
從資訊通訊角度來看,現階段,我國500kV及以上電網在執行中,都產生了高達100%的光纖覆蓋率,而99.2%是220kV電網的覆蓋率,93%是110kV電網的覆蓋率。由此可見,我國整體電網在執行過程中,主要介質已經成為了光纖,而電力通訊專網也能夠凸顯出分層分級自愈環網這一主要特徵。
2繼電保護重點研究內容
2.1單元件保護
首先,在發電機保護中,必須增加對內部短路的關注,尤其是匝間短路保護問題。因此必須精確化處理整定計算、保護方案設計以及靈敏度校驗等內容;根據機組實際執行過程中的承受能力來判據反時限過流、後備保護中的過激磁等保護;促使可靠性在定子、轉子一點接地中得以體現;透過有效配合得以在失磁、失步保護中實現,同時還深入研究了超大容量機組保護執行的特殊性等[2].
其次,在變壓器保護領域,我國部分專家仍然將研究的重點放在了勵磁湧流識別方面,由於隨機性、多樣性以及非線性等是勵磁湧流的關鍵特徵,因此現階段在制訂相關解決方案的過程中,始終存在一定缺陷,分析計算變壓器內部故障以及保護新原理等始終是變壓器保護領域的研究重點。
再次,在交流線路保護領域,由於高阻接地很容易影響距離保護,導致短路再次在系統振盪中產生時,系統無法進行有效應對,因此產生了較低的躲避負荷的能力;在對同杆並架雙回線進行應用的過程中,由於電氣量範圍的約束和跨線故障的產生,導致較大的誤差產生於故障測距和選相中。
最後,在直流線路保護領域,行波保護是主保護,在對其進行使用的過程中,始終受到故障產生行波訊號的不確定性影響,包括母線接線方式和波速等影響因素,同時其還會受到過渡電阻、取樣率限制以及動態時延等約束。
2.2廣域保護
近年來,為了適應智慧電網的發展需求,我國加大了繼電保護研究力度,廣域保護得以產生。在廣域保護中,資訊通訊平臺中可以有效融入多點多型別資訊,同時資訊具有較強的實時性[3].這一方式的產生,極大地轉變了傳統繼電保護的配置模式,動作效能在繼電保護中得以有效提升。
3智慧電網下繼電保護的廣域保護研究
3.1廣域保護內涵
通常情況下,單端量和雙端量是繼電保護所使用的資訊形式,產生這一現象的主要原因同軟硬體技術水平低具有緊密的聯絡,而資訊使用過程中,被保護裝置自身的資訊被作為資訊主要來源。近年來,我國在積極加強電網建設的過程中,其執行的環境呈現出越來越複雜的特點,較少的資訊存在於傳統保護原理中,在對故障進行分析的過程中,通常只能夠從單一的角度出發[4].與此同時,智慧電網在建設過程中,已經構建了一個有效的平臺,為多資訊化繼電保護的實現提供了可能,在這種情況下,繼電保護髮展中,廣域保護成為重點發展方向。
廣域保護在實施過程中,可以對多型別、多點資訊進行融合,這些資訊同故障都具有緊密的.聯絡,在綜合判斷資訊的基礎上,有助於各種功能的實現,包括跳閘策略制訂、保護動作特性調整等。由此可見,在對廣域保護進行應用的過程中可以從更加全面地角度對故障進行檢測,從而有助於保護措施同系統執行方式變化進行適應,使保護對定值的依賴降低,確保保護動作的速度得以有效提升。
3.2廣域後備保護的構成模式
3.2.1廣域集中式
系統內部的某一箇中心站是設定決策主機的主要位置,其執行過程中,能夠對區域電網整體進行覆蓋,為數十個廠站甚至更多廠站執行提供便利[5].同時,在該模式中,基本單元被設定為被保護裝置,在判斷故障的過程中,主要的方式是將所有資訊進行直接集中處理。在對該模式進行應用的過程中,能夠實現較大規模的資訊集中,因此可以做到更加全面地對故障角度進行檢測,更重要的是,在該模式中,要求保護主機能夠擁有較高的處理能力以及安全性。
3.2.2IED分散式
IED分散式結構模式下,IED元件存在於被保護裝置中,這成為該模式的決策基本單元,本地資訊的採集由IED負責,而保護功能的實現,需要IED充分展開資訊互動工作。IED分散式模式在使用的過程中,擁有靈活的保護構成方式和較強的適應能力,在實施保護功能的過程中,不需要過度依賴單一決策元件,這是該模式使用中的優勢。但是也具有一定缺陷,如在實現資訊互動的過程中,必須對大量的資訊進行處理,同時需要對複雜的保護配置進行應用,因此必須在良好的通訊條件下才能夠投入使用[6].
3.2.3站域集中與區域分佈相配合的模式
該模式在實際執行的過程中,能夠實現對區域和站域的雙重保護。在站域保護中,可以促使後備保護功能在站內元件中得以充分的體現,站域主機被設置於每一個廠站中,實際執行中,能夠對該站不同元件的資訊進行集中,而在對分散式系統進行構建的過程中,需要將各站視為區域保護子站,並進行有效連線;在處理站間聯絡線故障的過程中,充分發揮區域保護的功能,故障的判斷需要建立在站域主機互動資訊的基礎上,並且可以將遠後備功能提供給站內元件[7].
站域集中與區域分佈相配合的模式同廣域集中式相比,對主站安全性及運算能力要求不高,同時擁有較短的通訊延時和較高的互動資訊相關度;而該模式相比於IED分散式,呈現出相對簡單的故障判斷和資訊互動機制,在識別故障的過程中,不需要進行較多的工作重複,對於推動後備保護實現簡單化配置具有重要意義。
4結束語
綜上所述,在時代不斷進步的背景下,現階段我國社會經濟、政治、文化等各個領域在發展過程中,都對電能的穩定性提出了更高要求,在這種情況下,我國加大了輸配電和整體電力系統的建設力度,而這一過程中也極大地轉變了傳統繼電保護執行環境,傳統繼電保護執行方式已經無法滿足現代化智慧電網的穩定執行需求,因此積極加強智慧電網下的繼電保護方式研究具有重要意義。
參考文獻
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