广域后备保护系统若干问题的探讨

近几年利用Agent技术基于广域信息的广域后备保护得到人们的关注。广域后备保护算法、保护Agent的设计等尚在研究中。本文对基于广域保护动作信息和利用广域电流差动的两类算法进行了分析;在比较多种广域后备保护多Agent系统协商方式的基础上,提出了一种以对等协商为主的体系结构。构造了一种基于模式的保护Agent的设计方法,依据此模式,研究了利用IEC61850对保护IED和广域后备保护Agent进行设计。这4个方面的探讨和研究,为广域保护系统的发展提供一定的借鉴。     

采用IEC 61850构造变电站广域保护代理的信息模型

基于代理(Agent)技术的广域后备保护有助于提高电网安全,因此得到人们的关注和研究。文中提出采用IEC 61850构造变电站广域后备保护代理的信息模型。阐述广域后备保护系统分布式对等协商的一般性体系结构,研究保护智能电子设备(IED)中包括广域后备保护代理在内的逻辑节点组成。将保护代理设计成扩展型逻辑节点,具有接口层、高级处理层、基本服务层嵌套对象结构。根据一种广域保护算法,阐述基于多任务的保护代理与其他逻辑节点的协作流程和设计。研究位于不同变电站的保护代理之间点对点远程通信原理,分两阶段提交。协商消息以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)等报文为基本内容,采用用户数据报协议(UDP)或传输控制协议(TCP)区分传输。广域后备保护代理模型在EPOCHS平台得到仿真实现和验证。     

基于遗传算法的区域电网智能保护

通过对广域保护应用基础研究,提出一种利用区域电网信息的智能保护系统,与现有主保护协同工作,加强电网继电保护水平,简化后备保护。同时,针对广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或畸变等实际问题,以及现有广域保护原理对此考虑不足的情况,提出了包括基于状态关联的区域保护原理与基于遗传算法故障判别原理的区域电网智能保护的决策模块及其工作机制。建立了基于遗传算法的故障数学模型,仿真试验验证了该模型的有效性及高容错性。     

电力系统广域后备保护算法综述

从国内外多次大停电事故来看,传统后备保护由于存在仅根据本地测量信号进行判断的不足,客观上加速了连锁跳闸的发生。基于广域测量系统的广域后备保护算法引入了系统信息,这使得从全网角度考虑,来制定有利于整个系统的优化控制策略成为了可能。对几种广域后备保护算法的设计思想和识别判据进行了归类与比较,简要分析了各不同原理算法在实际应用中的优缺点。随着后续研究的推进,广域后备保护算法中存在的问题将会得到进一步的解决。     

具有高信息冗余的广域后备保护系统

提出一种基于方向信息和距离信息实现信息冗余的变电站集中式广域后备保护系统,借助关联矩阵实现信息的容错,完成对故障的判断。介绍了广域后备保护系统的结构与工作原理,讨论了冗余信息的处理方法,根据实时电网的拓扑结构,制定了节点–支路关联矩阵、方向关联矩阵、距离关联矩阵及综合关联矩阵的形成策略。对不同的故障情况进行了仿真分析,...     

电力系统新型广域后备保护系统的设计

提出了一种新型广域后备保护系统的设计,该系统从整个电网的角度基于多点测量信息对电力系统的故障进行分析,有效解决了常规后备保护出现的级联跳闸等技术难题,增强了电力系统安全运行的可靠性.文中讲述了该广域后备保护系统的组成、功能,并比较了该广域后备保护系统与传统后备保护相比的优点.     

流控传输协议在广域后备保护信息传输中的应用

提出基于流控传输协议(SCTP)的通信方式,以解决在电力通信网络与输电线路同时故障时,通过保证信息传输的实时性和可靠性来实现广域后备保护迅速可靠动作的问题。提出提高SCTP通信实时性的措施和改进的SCTP多宿性路径切换方法,并应用于一种广域后备保护系统的信息传输中。在电力和通信系统同步仿真平台上实现通信网络及SCTP、广域后备保护代理和电网建模。仿真实验验证了所提出的通信方式在广域后备保护信息传输中应用的有效性。     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.     

广域后备保护影响因素的分析

近几年来国内外逐步开展了基于广域通信网络的广域后备保护研究,以保证电力系统的安全稳定与可靠。本文在分析国内外有关广域后备保护系统的基础上,指出了影响广域后备保护系统发展的主要因素,它包括算法本身、系统的体系结构、广域通信网络的延迟和基于高性能处理器的保护装置设计等,为广域后备保护的进一步研究提供了一定的借鉴。     

基于多元统计分析方法的电网故障区域界定方法研究

提出了一种针对广域后备保护的故障区域的概念和新的基于广域测量系统（Wide Area Measurement System,WAMS）的故障区域界定方法。应用多元统计分析方法中的均值是否相等的F检验方法界定出：后备保护加速区和后备保护闭锁区。该方法基于新的电力系统监控平台,利用电压、电流向量等电气量信息,区域界定准确有效,具有实时性、全局性等特点,可在故障发生后,后备保护动作前定位出故障区域,为广域后备保护提供了更好的实现前提。     

基于广域信息多端高压输电区域后备保护

采用分布参数建模,提出一种基于广域信息多端高压输电区域后备保护新原理。该后备保护功能包括广域电流差动保护新原理和故障支路选择算法。广域电流差动保护依据分布参数电路中,正常运行时多端高压输电区域内所选参考点的电流流入与流出量代数和为零,故障时参考节点的差动量能准确反映故障电流这一特征对保护区内故障情况进行检测。故障支路选择算法依据故障支路选择方程根的分布特点判别故障支路和确定故障位置。经广域后备保护服务器计算分析,若保护区内故障,主站通过通信网络向故障线路跳闸装置发送控制命令,故障线路跳闸装置接收到来自主站的跳闸命令后跳开故障线路两端断路器,将故障与系统隔离。仿真试验验证了该后备保护算法的正确性和有效性。     

基于多元统计分析方法的电网故障区域界定方法研究

提出了一种针对广域后备保护的故障区域的概念和新的基于广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)的故障区域界定方法.应用多元统计分析方法中的均值是否相等的F检验方法界定出:后备保护加速区和后备保护闭锁区.该方法基于新的电力系统监控平台,利用电压、电流向量等电气量信息,区域界定准确有效,具有实时性、全局性等特点,可在故障发生后,后备保护动作前定位出故障区域,为广域后备保护提供了更好的实现前提.     

基于多信息融合的广域继电保护新算法

广域继电保护需融合电网多点信息实现故障元件识别,因此,保护算法的高容错性是保证其正确动作的关健.文中提出一种基于多信息融合的广域继电保护新算法,该算法根据电网结构形成故障识别编码,并利用基于常规主/后备保护原理的保护动作信息和断路器位置信息,构建适应度函数和状态期望函数.最后,利用故障前后的适应度分析故障概率,以实现高...     

基于概率神经网络的广域后备保护故障判别研究

广域后备保护采集各节点相关信息,以判别电网某区域的故障元件。利用PNN的良好分类和容错能力,提出了基于PNN的广域后备保护故障判别新方法。以线路故障方向元件、线路距离Ⅱ段测量元件、主保护动作状态为PNN网络输入,利用确定故障下的状态信息矩阵作为训练样本,训练PNN网络;再用随机故障时的元件状态信息向量作为测试样本,通过大量仿真实验,模拟了多种信息不准确情况下的故障判别结果。实验证明基于PNN网络的广域后备保护故障判别,具有很好的容错性和正判能力。     

Widelarea Backup Protection System Based on Information Fusion with Adjacent Substation

人工智能技术为广域后备保护容错性的研究提供了有力的技术平台。借助人工智能技术,文中提出了基于相邻变电站信息融合的广域后备保护算法,用于变电站集中式结构的后备保护。该保护系统收集所在变电站及相邻变电站内的各种主保护信息和后备保护信息,对获取的信息采取融合策略,构成遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的最优搜索决策,纠正所在变电站内缺失或错误的信息。对IEEE 5机14节点系统的仿真结果表明,所提出的算法简单可行、可靠性高。     

基于相邻变电站信息融合的广域后备保护系统

人工智能技术为广域后备保护容错性的研究提供了有力的技术平台。借助人工智能技术,文中提出了基于相邻变电站信息融合的广域后备保护算法,用于变电站集中式结构的后备保护。该保护系统收集所在变电站及相邻变电站内的各种主保护信息和后备保护信息,对获取的信息采取融合策略,构成遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的最优搜索决策,纠正所在变电站内缺失或错误的信息。对IEEE 5机14节点系统的仿真结果表明,所提出的算法简单可行、可靠性高。     

广域继电保护系统研究综述

分析了目前广域继电保护的主要保护原理,包括广域电流差动保护原理、广域方向比较保护原理和基于广域信息的自适应继电保护,并针对它们的研究现状及存在问题提出建议。然后从应用角度,阐述了广域继电保护的系统结构,以及信息域划分方法,并讨论如何基于广域冗余信息实现系统容错和优化。最后探讨了IEC61850、Agent技术、网格计算技术等相关信息处理技术在广域继电保护中的应用。基于广域信息的继电保护与稳定控制有机协调构成的广域保护已经成为现代电力系统的研究热点,是未来保护与控制的发展方向。     

具有容错性能的广域后备保护算法

广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或信息畸变,现有广域保护理论对此考虑不足,文中提出了一种高容错性的广域后备保护算法,用于变电站集中式后备保护.集中式后备保护系统根据本站元件电压、电流信息计算得到的故障方向信息和故障距离信息,以及从相邻变电站收集到的故障方向信息和故障距离信息,通过容错判别来确定故障位置.算例表明,当保护范围内任何一个保护元件误动、拒动或其故障信息丢失时不会造成后备保护系统的错误判别.该算法简单可靠,具有极高的容错性.     

基于Web Service的电力多Agent广域协作平台初探

针对电力各种异构子系统在不同层次进行广域协作和共享信息的需求,提出了一种将Web Service和代理(Agent)技术相结合的电力多Agent广域协作平台.首先给出广域协作模型,分析所构建平台的框架工作原理和特点,阐述协作Agent的设计模式、Web组件的设计、基于业务事件的协商机制等关键技术.通过广域后备保护原型系统的设计与实现,验证该平台能保证广域协作的双向快速通信和系统的智能性.     

故障动态过程对潮流转移识别的影响分析

潮流转移识别是避免远后备保护不合理动作的必要手段.文中阐述了基于广域信息识别潮流转移的原理,分析了故障动态过程对潮流转移识别的影响,并指出了基于广域信息识别潮流转移立足于最终结果的局限性.同时分析了非故障线路在某些故障情况下被不合理切除的案例,探讨了结合本地信息识别潮流转移的必要性,并指出了下一步的研究方向.