分区域广域继电保护的系统结构与故障识别

为促进广域继电保护（wide area protection,WAP）从原理性探索向工程可实现应用性转化,提出分区域广域继电保护的系统结构和故障识别算法,构建了较为明确的保护体系。基于有限广域保护的特点,提出将广域电网划分为类蜂窝结构的分区域系统实现继电保护,并结合集中式和分布式系统结构的优点,提出了更加适合区域电网的分布集中式广域继电保护系统结构。基于智能电子设备（intelligent electronic device,IED）、子站处理单元（sub-station processing unit,ssPu）和区域集中决策中心（regional centralized decision center,RCDC）的3层系统结构通过相互通信实现保护区域的故障判断,同时,在通信系统中断时各层结构又具有独立决策的功能,提高了广域继电保护系统的可靠性。在建立系统层间互助机制的基础上,提出了区域距离保护,系统通过不同信息域的简单逻辑计算实现故障元件识别,可满足广域继电保护的选择性和快速性要求。用鄂东220kV电网系统模型验证了广域保护系统的有效性。     

基于区域多信息融合的广域后备保护算法

针对广域保护通信流量大、容错性低等问题,提出了一种基于区域多信息融合的广域后备保护算法。首先,对保护系统进行区域划分,并根据故障电流的分布特性进行故障区域搜索,以减少广域保护的通信流量。其次,对故障区域内的保护动作信息进行归一化处理,并计算线路故障证据的基本概率赋值。最后,采用改进的D-S证据理论进行证据融合,进而识别故障线路。基于PSCAD搭建IEEE 39节点系统进行仿真验证,结果表明该算法能有效识别各类型故障,具有广域通信量小,信息容错性高等良好性能。     

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.     

适应智能电网的有限广域继电保护分区与跳闸策略

随着大范围停电事故的频发以及智能电网技术的发展,基于广域多点信息的广域继电保护成为热点研究问题。基于对广域继电保护技术发展前景与工程实用化要求的分析,论述一种蜂窝式分区域集中决策有限广域继电保护系统,并重点研究了基于通信信息优化的保护分区原则和方法,以及符合保护配合要求的保护跳闸策略。以某电网为例进行实例分析,验证了上述结论的可行性。此研究旨在促进广域继电保护从原理性探索向应用的转化,用以应对具有结构与运行多样性的智能电网的发展要求。     

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...     

基于粗糙集理论的t检验广域保护区域划分方法

电力系统广域继电保护中,合理、正确地实现保护区域划分是提高继电保护选择性和灵敏性的关键。在现代电网基于纵联比较原理来进行广域保护区域的划分方法中,每个IED的保护区域是根据IED与线路或母线的关系确定的,划分原则比较简单。随着互联大电网的逐渐形成,网架结构复杂化,拓扑结构多样化,仅仅根据保护区域划分原则进行简单的保护区域划分已经不适应电力系统广域继电保护区域划分的要求。因此,提出了一种基于粗糙集理论的t检验广域保护区域划分新方法。在系统结构发生变化时,该方法可以利用粗糙集理论约简冗余信息的功能,动态地寻找保护范围;利用t检验法最终确定每个IED广域保护范围;通过CEPRI-36节点的仿真系统模型进行验证。该方法对保护区域的划分不完全依赖系统结构关系,对结构多变的网络具有更好的适用性。     

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。     

应用复合阻抗比较原理的广域方向保护算法

广域差动保护和广域综合阻抗保护均能够利用广域多信息实现快速识别故障,具有受过渡电阻、分布电容等影响较小的优点,但需要广域信息严格同步,特别是保护范围存在负荷电流时保护明显存在误判。以解决上述问题为出发点,提出基于复合阻抗比较原理的广域方向保护新算法。该算法依据常规纵联电流差动保护的同步信息,利用单端母线电压与线路差电流比值提出复合阻抗定义,进一步分析区内外故障下复合阻抗的动作特性,构建故障区域判断和故障支路判断方向信息,并应用广域多源方向信息提出广域方向保护新算法。该算法既保留了广域差动保护和广域综合阻抗保护的优点,同时克服了广域严格的同步性、高阻接地、负载电流等的影响;从工程意义上讲保护系统通信量小,易于实现。基于IEEE 10机39节点系统仿真结果验证该算法的有效性。     

广域保护多Agent系统动态协作机制

以提高广域保护应对系统故障时出现的通信误码、保护失灵和断路器失灵等复杂运行情况的能力为目的,结合故障识别算法,提出了广域保护多Agent系统的动态协作机制。基于分区域分布集中式多Agent广域保护系统结构,结合多信息融合的广域故障识别保护算法,研究广域保护主站和子站,子站与子站间的信息动态协作机制,详述了保护系统对故障识别、容错处理和执行处理等动态协作机制的处理过程,并利用状态机描述多Agent系统的整体协作机制。基于IEEE 39节点系统的算例分析描述了通信错误、保护失灵和断路器失灵等几种典型故障时多Agent间的协作过程。     

基于多Agent的广域保护系统体系研究

以提高广域继电保护自治性和适应性为目的,引入多Agent技术设计了广域保护系统的体系结构,并给出了广域保护Agent的设计思路。基于分区域分布集中式系统结构,讨论了广域保护子Agent的数据采集、系统通信、故障识别、知识库、结果执行、学习能力等多任务功能描述。利用多Agent系统并行工作与协作机制,构建了广域保护多代理的体系结构和工作机制,并给出了保护功能分解的多代理分层模型。同时结合广域保护功能,阐述了故障识别、结果执行、通信网络性能监视等几种典型子Agent的详细设计特点、结构、模型及其决策过程。通过多Agent在广域保护中的运用,可以有效实现大规模电网系统在不同运行工况下自适应保护。     

The research and the development of thewide area relaying protection based onfault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) principle and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

The research and the development of the wide area relaying protection based on fault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) rinciple and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

The research and the development of the wide area relaying protection based on fault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) rinciple and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

基于纵联比较原理的广域继电保护算法研究

提出了基于纵联比较原理的广域继电保护算法。该算法通过广域继电保护系统收集特定保护范围内各智能电子设备(IED)的故障方向信息,结合文中定义的IED动作系数AF和关联系数RF进行简单运算,即可确定出故障的位置。借鉴电力系统分析中的N?1原则,提出广域继电保护系统N个元件中的某一个元件失效时整个系统应仍能正确工作的N?1概念,分析了继电保护系统的N?1运行状况,提出了基于广域信息应对该运行状况的继电保护策略。算例分析表明:文中提出的广域继电保护算法原理简单、运算方便、判断结果准确,能较好地克服N?1运行状况带来的影响,可明显提高继电保护系统的性能。     

含分布式电源的配电网广域保护容错算法

随着分布式电源的引入,传统的配电网保护系统难以满足运行方式灵活多变的多DG配电系统的要求.为此,基于最大故障特征信息量准则提出了一种适用于含DG配电网的保护算法.该算法以广域保护原理为基础,以通信为支撑,仅利用电流量进行故障搜索方向的判别,适用于无PT通道的中低压配电网.算法分故障区域定位和故障区段定位两步完成.故障区...     

广域电流差动保护研究

以广域电流差动保护为例子来说明广域继电保护的工作情况.说明了广域电流差动保护的结构、动作判据和算法,用IEEE5节点电力系统的实例讨论一种基于图论的广域电流差动保护算法.所阐述的广域电流差动保护的判据与算法原理简单,运算方便,判断结果准确,可以明显提高继电保护系统的性能.     

基于故障关联系数的广域后备保护新方法

为了降低广域后备保护通信量,提高故障识别的容错性,提出了基于故障关联系数的广域后备保护新方法。在故障发生后,主站对子站上传的母线各序电压比例系数进行排序以确定候选故障线路。然后,主站向相关子站索取候选故障线路及其相邻线路的保护和方向元件的动作信息,用于计算线路的故障关联系数。最后,主站通过融合线路的故障关联系数并且和设定的门槛值进行比较来实现故障线路的识别。仿真算例表明,新算法广域通信量小,并且具有较高的容错性,可提高广域后备保护的性能。     

基于遗传算法广域继电保护的故障定位

广域继电保护的信息采集方式是分布式、保护大范围,且易收到外界客观等因素的影响,易引起信息出错,丢失,甚至信息通道受损。运用遗传算法,在广域输电网络单一故障情况下,根据电网实时拓扑结构,得出故障方向元件信息的准确期望函数,结合输电网络主保护以及断路器失灵保护,建立了故障定位的数学模型。仿真实验验证了上述模型的正确性和有效性及该故障定位算法在输电网故障定位中的容错性和准确性。