区域集中式广域后备保护系统的分区方法

随着电网规模的扩大,电网结构越来越复杂,对于区域集中武广域后备保护系统,合理的保护分区是实现保护的重要一环,有必要对其进行研究。介绍了集中式广域后备保护的特点及分区原则,包括中心站的选取原则、边界优先原则和分区重叠原则,在满足分区重叠原则的前提下,使分区数目最少。根据广域保护范围最小应达到相邻变电站出线末端的原则,采用一种基于图论的2级邻接矩阵的广域后备保护系统分区方法,该方法运算量小,速度快。最后通过仿真验证了该方法的可行性。     

分区加权故障匹配的广域后备保护算法

为了提高容错性,文中研究了一种基于分区加权故障匹配的广域后备保护算法。分析了在线路不同区段发生故障下本线路和相邻各线路的保护元件动作的差异特性,利用几类传统保护的广域冗余信息,构造了线路的实际保护向量与各区段故障期望保护向量,定义了分区加权故障匹配函数,给出了广域后备保护算法的故障判据与流程。采用穷举法进行仿真实验,仿真结果验证了本算法的有效性,它能够在5位保护信息出错情况下保证故障检测的100%正确率。通过仿真实验,分析了广域保护元件的选择及其权重系数、电网拓扑结构及其变化等因素对本算法容错性的影响。     

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.     

基于故障电压分布的广域后备保护算法

为解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题,提出一种基于故障电压分布的新型广域后备保护算法.该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值估算另一侧的电压故障分量,以估算值与测量值的比值构成保护判据.该算法不受过渡电阻的影响,发生过负荷潮流转移时不会误动,且算法原理简洁、需要信息量少,对数据的同步性没有严格要...     

基于相关矩阵的电网广域后备保护算法

在采用本线路方向信息和距离信息的基础上,融合相邻线路方向信息,提出一种基于线路保护相关矩阵的广域后备保护算法,以实现简单可靠和容错性高的保护。该算法根据线路关联系数推导线路保护相关矩阵,通过计算该矩阵中各行元素之和并与门槛值比较即可实现故障元件判断。以IEEE 5机14节点系统为例,分别通过枚举法和蒙特卡洛随机抽样试验对算法的容错性进行研究,结果表明,所提出的广域后备保护算法具有较高的容错性,简单可靠。     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。     

有限相量测量单元下最小二乘估计的广域后备保护算法

提出了一种基于有限相量测量单元(PMU)的广域后备保护算法。它采用最小二乘法得到一个区域内各节点的电压估计值,利用这些电压估计值计算出本区域内每条线路的电流估计值,获得各线路电流实际值与估计值的残差值,进行排序,将电流残差值最大的两条线路列为疑似故障线路。利用多组PMU的电压故障分量,计算出疑似故障线路的多组线路故障点位置。利用故障点位置位于[0,1]之间等特性,给出了线路故障的判据。在IEEE 14节点系统上的仿真实验结果表明,所提出的算法能够准确判断出故障线路,不受故障点位置、故障类型的影响。     

广域后备保护通信模式及其性能评估

良好的广域通信系统(wide area communication s y s t e m,WA C S)对广域后备保护(w i d e-a r e a b a c k u p protection,WABP)正确、快速地切除电网故障具有至关重要的作用,但目前的广域通信系统不能很好地满足WABP的需求。该文针对中国电力通信网,根据WABP的广域通信特点,研究了WABP的通信模式,包括广域通信服务模型和通信网络。在通信服务模型方面,继承了IEC 61850标准,并提出了减小广域通信流量的措施。在广域通信网络方面,提出了以太网接入方式的同步数字体系以太网(Ethernet over synchronous digital hierarchy,EOS)的传输模式,并建立了基于以太虚拟专线业务(Ethernet virtual private line,EVPL)的广域通信网络。最后对所提出的WABP通信模式的网络性能评估指标进行了分析。IEEE 14节点广域网络的仿真结果表明,采用以太网接入的EOS传输模式的广域通信网络,并采取相应的优先级区分、优先级队列(priority queue,PQ)调度等提高网络服务质量措施后,很好地满足了WABP各类业务的网络时延约束和功能需求,明显优于准同步数字系列(plesiochronous digital hierarchy,PDH)接入方式。     

基于lEO61850变电站广域后备保护agent的信息模型研究

为了提高电力系统的安全性,使广域后备保护（wide—area backup protection,WABP）设备满足变电站自动化系统的发展要求,对基于IEC61850的分布式多主体（multiagent）WABP信息模型进行了研究。介绍了multiagentWABP的结构及功能,详细说明了WABP主体（agent）的设计方法,包括保护智能电子设备（intelligent electronic device,IED）的对象模式、WABPagent的组成模块、保护agent和常规逻辑节点间的信息流,根据信息的不同类型,可以选择传输控制协议或用户数据报协议在不同变电站之间来传递信息。最后,对广域通信模型进行了介绍。采用广域协作策略的multiagent WABP可以准确判断系统故障,具有很好的可行性和实用性。     

基于序分量的电网广域后备保护算法

随着电网规模的扩大和网络结构的日趋复杂,传统后备保护已经暴露出保护失效、引发连锁跳闸等许多缺陷.在合理有效地利用通信资源、尽力避免通信拥塞的设计原则下,提出一种基于序分量的集中式电网广域后备保护算法.该算法在故障处理流程的不同阶段使用不同内容和不同范围的广域信息进行全局决策,动作速度快,且不存在传统独立式后备保护整定配合复杂、应对大规模潮流转移可能误动等问题.仿真结果验证了该保护算法的有效性和正确性.     

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.     

基于LabWindows/CVI的广域后备保护监控软件设计

介绍广域网络后备保护的基本概况及美国国家仪器公司(National Instruments,简称NI)的虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI的特点.根据作者的软件开发经验和体会,讨论利用LabWindows/CVI实现广域网络后备保护后台机监控软件设计的过程和细节,对LabWindows/CVI在电力系统中的应用前景进行了展望.     

基于网格平台的广域后备保护专家系统

传统的后备保护以单元件的保护为出发点,缺乏系统全局的观念。介绍了一种网格环境中的广域后备专家系统,它以保证整个输电线网络的稳定与安全为基础,从广域角度实现线路保护的目的。本文首先讨论了网格技术及其在电力系统继电保护中的应用,包括网格的基本概念和特点以及网格技术在广域后备保护中的应用前景;之后介绍了广域后备保护专家系统(BPES)的基本算法和系统结构。通过仿真,验证了其比传统后备保护的优越之处。     

广域后备保护方案的研究

随着电网的不断扩大,电力系统对继电保护的要求越来越高。传统后备保护的弊端日益显现出来,动作时限较长和故障切除范围较大,对整个系统的安全稳定运行带来了影响。在计算机和通讯技术高速发展的前提下,广域信息被应用到电力系统继电保护中,为继电保护的发展提供新的方向。本文提出了一种新型的广域后备保护方案,利用电力系统多点的短路功率方向信号,与主保护相互配合。本保护方案的保护动作时限比传统后备要短,故障切除范围较小,不受系统运行方式的影响。     

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,...     

基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法

广域后备保护利用电网线路IED和母线IED采集各元件相关信息,构造基于PSO-LIBSVM的线路和母线故障识别网络。以IED采集的信息作为输入向量,建立故障识别网络的训练样本矩阵;PSO算法寻找最优LIBSVM运行参数并训练故障识别网络,利用随机故障下的测试样本矩阵对线路和母线识别网络进行测试,以识别电网故障元件IED,进而确定故障元件。通过大量实验仿真了多种信息不准确情况下的故障识别,实验证明基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法,识别准确率高,具有很好的容错性。     

基于保护元件与PMU数据多源的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护的准确性与容错性,提出了一种同时利用传统保护元件和相量测量单元(PMU)数据的广域后备保护算法。将实时获得的广域保护动作加权,得到综合判断值,然后采用高斯函数获得对应的故障概率。同时,根据统计数据,由正序电压幅值、线路两侧正序电流相角差,计算得到PMU数据对应的故障概率,再将两种故障概率加权综合。在理论上定量地分析了广域保护容错的极限位数。在IEEE 14节点系统上的多组案例实验结果表明,该算法对多个保护误动与拒动有较高的容错性,并且能够检测多重故障。     

基于贝叶斯网络的广域后备保护故障诊断检测

提出一种针对广域后备保护特征要求的贝叶斯网络线路故障诊断方法,根据保护动作和断路器跳闸信号,建立了面向元件的电网线路故障诊断模型。该模型是由Noisy-Or,Noisy-And节点组成的贝叶斯网络。该故障诊断方法具有实时性和准确性和较强的容错能力等特点,满足广域后备保护特征对故障诊断实时性、准确性的要求。     

基于潮流转移因子的广域后备保护方案

针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护方案存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的可识别潮流转移的新型后备保护方案,引入了用于估算发生潮流转移后电网中潮流分布的潮流转移因子(flowtransferringrelativityfactor,FTRF)的概念,推导了FTRF矩阵的计算方法。对新英格兰10机39节点系统进行了潮流转移的仿真计算,验证了所提出广域后备保护方案的有效性。     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。