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一種基于電網(wǎng)綜合信息的保護(hù)控制系統(tǒng)和方法

文檔序號(hào):7363254閱讀:198來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種基于電網(wǎng)綜合信息的保護(hù)控制系統(tǒng)和方法
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。現(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(kāi)造成其余線路過(guò)負(fù)荷而相繼斷開(kāi),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(kāi)開(kāi)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。現(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)量信息的保護(hù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以 完成電網(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
整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)主站和若干個(gè)子站組成,主站和子站之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,整個(gè) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖1所示。
子站放置在被保護(hù)的電網(wǎng)區(qū)域的變電站、發(fā)電廠。子站由數(shù)據(jù)采集單元和控制執(zhí)行 單元組成。數(shù)據(jù)采集單元利用高精度的GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓、電流相量以 及狀態(tài)量的同步測(cè)量,并計(jì)算電氣量(電壓、電流)的幅值、相位、頻率等信息,通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)傳送到主站??刂茍?zhí)行單元接收并執(zhí)行主站發(fā)送的控制命令,并把執(zhí)行的結(jié)果通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)反饋給主站。
主站由控制服務(wù)器和文件服務(wù)器組成,控制服務(wù)器實(shí)時(shí)收集子站上送的數(shù)據(jù),根據(jù) 子站上送的數(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,并根據(jù)判 斷的結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給相應(yīng)的子站下達(dá)控制命令。文件服務(wù)器實(shí)時(shí)存儲(chǔ)控制服務(wù)器收到的 數(shù)據(jù),并記錄存儲(chǔ)控制服務(wù)器下達(dá)給子站的各種命令和控制服務(wù)器的發(fā)出的其他信息, 以備日后査詢分析。
對(duì)于線路保護(hù),控制服務(wù)器采用傳統(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)。根據(jù)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。
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。針對(duì)此問(wèn)題,主站控制單元在某條 線路跳閘后,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,電流定值提高的原 則是確保一條線路斷開(kāi)后,其他線路可以承受該功率斷面的電流,時(shí)間定值由電網(wǎng)運(yùn)行 人員根據(jù)電網(wǎng)的需要進(jìn)行整定,從而可以避免連鎖跳閘事故。
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)荷以防止電壓崩潰和頻率崩潰。 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(kāi)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。
主站檢測(cè)到線路發(fā)生故障,發(fā)跳閘令跳開(kāi)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(kāi)故障線路上一級(jí)的斷路器,避 免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。
本發(fā)明的基于區(qū)域電網(wǎng)電氣量和狀態(tài)量信息的控制系統(tǒng)和控制方法綜合利用了電 網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓和各個(gè)支路的電流信息以及各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)量來(lái)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(kāi)關(guān)拒動(dòng)的情況下,本發(fā)明 可以快速的給拒動(dòng)開(kāi)關(guān)相鄰節(jié)點(diǎn)的開(kāi)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。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成和連接圖2為三端線路示意圖; 圖3為多條線路輸送功率示意圖; 圖4為低頻減載、低壓減載母線選擇示意圖; 圖5為開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)切除上一級(jí)開(kāi)關(guān)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
主站和子站之間通過(guò)電力系統(tǒng)的2M帶寬的專用數(shù)據(jù)通道進(jìn)行通信。子站包括數(shù)據(jù) 采集單元和控制執(zhí)行單元,數(shù)據(jù)采集單元由電源插件、AD采樣插件、狀態(tài)量開(kāi)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。開(kāi)入插件負(fù)責(zé)采集斷路器位 置、刀閘位置等開(kāi)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A/D變換計(jì)算,計(jì)算電氣 量的幅值、相位和頻率,進(jìn)行軟硬件自檢。數(shù)據(jù)采集單元將采集到的數(shù)據(jù)(母線電壓的 幅值、相位、頻率,線路電流幅值、相位和頻率)放置在內(nèi)存中,當(dāng)接到主站的啟動(dòng)錄 波命令后把啟動(dòng)錄波命令之前一段時(shí)間的內(nèi)存數(shù)據(jù)和接到啟動(dòng)錄波命令之后一段時(shí)間
的內(nèi)存數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)的C0MTRADE格式存儲(chǔ)到采集單元的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)插件,以便于進(jìn)行事故 分析。
數(shù)據(jù)采集單元每隔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)上送到主站單元。 控制執(zhí)行單元由電源插件、通信管理插件、開(kāi)出插件、開(kāi)入插件組成??刂茍?zhí)行單元的 開(kāi)入插件釆集電網(wǎng)的狀態(tài)量信息,包括斷路器跳合閘位置,刀閘位置??刂茍?zhí)行單元的 開(kāi)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。控制執(zhí) 行單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收主站下達(dá)的跳閘、合閘命令,并把執(zhí)行結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給主站, 同時(shí)把控制執(zhí)行單元收到的命令以報(bào)文的形式存儲(chǔ)到控制執(zhí)行單元中,以備日后查詢。 主站由控制服務(wù)器和文件服務(wù)器組成。二者通過(guò)交換機(jī)或者直連線進(jìn)行通信。 控制服務(wù)器為配有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī),并配有至少2個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,其 中一個(gè)通過(guò)交換機(jī)與子站設(shè)備進(jìn)行通信,另外一個(gè)接口與文件服務(wù)器進(jìn)行通信??刂品?務(wù)器采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)來(lái)自子站采集單元上送的數(shù)據(jù),并將各個(gè)子站上送的具有GPS 同步時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序排列成數(shù)據(jù)序列,這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行繼電保護(hù)和安全自動(dòng)控 制決策的數(shù)據(jù)源??刂品?wù)器根據(jù)子站上送的數(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,并根據(jù)判斷的結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給相應(yīng)的子站下達(dá)跳閘或者合閘的 控制命令。
文件服務(wù)器為配有大存儲(chǔ)量硬盤(pán)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。文件服務(wù)器實(shí)時(shí)存儲(chǔ)控 制服務(wù)器收到的數(shù)據(jù),并記錄存儲(chǔ)控制服務(wù)器下達(dá)給子站的各種命令和控制服務(wù)器的發(fā) 出的其他信息,以備日后查詢分析。
主站單元的核心是控制服務(wù)器,由控制服務(wù)器完成所有的控制策略的分析和判斷。 控制服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)了被保護(hù)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和預(yù)先設(shè)定的控制策略和相關(guān)的定值。
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。
作為線路的后備保護(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),控制服務(wù)器采用傳統(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)。如附圖2所示,Tl距離電源最近,單獨(dú)作為一側(cè)電流,T2 和T3距離電源較遠(yuǎn),把T2和T3的電流做相量和后作為一側(cè)電流參與差動(dòng)計(jì)算。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)。
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)荷或者敵障導(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。如附圖 3所示,當(dāng)L1線路退出運(yùn)行后,L2和L3將多承擔(dān)Ll輸送的功率,容易導(dǎo)致L2和L3 在Ll退出運(yùn)行后發(fā)生過(guò)負(fù)荷跳閘,最終導(dǎo)致整個(gè)功率斷面斷開(kāi)。為避免連鎖故障的發(fā) 生,主站控制單元在某條線路跳閘后,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。假定線路Ll、 L2和 L3初設(shè)設(shè)定的過(guò)負(fù)荷定值為5. 0A,當(dāng)Ll線路退出運(yùn)行后,由L2和L3承擔(dān)原有的功率, 因此將L2和L3的過(guò)負(fù)荷電流定值提高到7. 5A (5. 0X3/2=7. 5),當(dāng)線路的電流超過(guò)原 過(guò)負(fù)荷定值而小于提高后的定值時(shí),控制服務(wù)器發(fā)出告警信息通知運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際情 況進(jìn)行人為干預(yù)處理。
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, 一般為48Hz左右),切除部分負(fù)荷以防止電壓崩 潰和頻率崩潰。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(kāi)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)明的控制單元首先計(jì)算電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)母線的 電壓和頻率,對(duì)于低壓減載保護(hù),選擇電壓最低的母線。對(duì)于低頻減載,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。切除負(fù)荷之后,重新核算電網(wǎng)內(nèi)所 有母線的頻率和電壓,重復(fù)上述步驟,直到系統(tǒng)電壓和頻率恢復(fù)到允許的范圍。如附圖 4所示,母線K、 M、 N三條母線,根據(jù)子站上送的母線頻率信息,找到頻率最低的母線 M,然后根據(jù)母線M上的三條負(fù)荷的重要程度,切除重要程度最低的負(fù)荷M1線路。切除 Ml后,重新核對(duì)母線K、 M、 N母線的頻率情況,重復(fù)上述步驟,直至系統(tǒng)頻率恢復(fù)到允 許的范圍。
主站檢測(cè)到線路發(fā)生故障,發(fā)跳閘令跳開(kāi)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(kāi)故障線路上一級(jí)的斷路器,避 免事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。如附圖5所示,Ll線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障,主站單元發(fā)跳閘命令給 Bl和B2斷路器,經(jīng)過(guò)200ms后,若Bl處仍然有電流存在(電流大于0.1倍額定電流), 則認(rèn)為Bl開(kāi)關(guān)拒動(dòng),主站控制服務(wù)器發(fā)送跳令給B3和B5;若B2處仍然有電流存在, 主站控制服務(wù)器發(fā)送跳令給B4和B6。
權(quán)利要求
1、一種基于電網(wǎng)綜合信息的保護(hù)控制系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)由一個(gè)主站和若干個(gè)子站組成,主站和子站之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信;所述子站放置在被保護(hù)的電網(wǎng)區(qū)域的變電站、發(fā)電廠,子站包括數(shù)據(jù)采集單元和控制執(zhí)行單元,所述數(shù)據(jù)采集單元利用高精度的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)間信息傳送到主站;所述控制執(zhí)行單元接收并執(zhí)行主站發(fā)送的控制命令,并把執(zhí)行的結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋給主站;所述主站包括控制服務(wù)器、文件服務(wù)器,所述文件服務(wù)器通過(guò)接口與控制服務(wù)器相連,控制服務(wù)器實(shí)時(shí)收集子站上送的信息數(shù)據(jù),根據(jù)子站上送的信息數(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)的子站;文件服務(wù)器實(shí)時(shí)存儲(chǔ)控制服務(wù)器收集到的數(shù)據(jù),并記錄存儲(chǔ)控制服務(wù)器下達(dá)給子站的各種命令和控制服務(wù)器的發(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)控制系統(tǒng),其特征在于對(duì)于線路保護(hù),控制服務(wù)器采用傳統(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。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)控制系統(tǒng),其特征在于在線路保護(hù)中,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),開(kāi)放差動(dòng)保護(hù);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)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護(hù)控制系統(tǒng),其特征在于-當(dāng)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,所述主站控制服務(wù)器自動(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。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)控制系統(tǒng),其特征在于當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生頻率低于預(yù)定值或者電壓低于預(yù)定值時(shí),切除部分負(fù)荷以防止電壓 崩潰和頻率崩潰,所述主站控制服務(wù)器根據(jù)獲得的整個(gè)電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、頻率以及開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)信息,按照預(yù)先設(shè)定的策略選擇最優(yōu)的切負(fù)荷方式。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)控制系統(tǒng),其特征在于當(dāng)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5所述的保護(hù)控制系統(tǒng),其特征在于當(dāng)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)控制系統(tǒng),其特征在于當(dāng)所述主站控制服務(wù)器檢測(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(kāi)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(kāi)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)控制系統(tǒng),其特征在于-所述數(shù)據(jù)采集單元采集的狀態(tài)量主要為斷路器位置和刀閘位置,數(shù)據(jù)采集單元每隔 10ms對(duì)所采集的電網(wǎng)電壓和電流進(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;所述主站和子站之間通過(guò)電力系統(tǒng)的2M帶寬的專用數(shù)據(jù)通道進(jìn)行通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)保護(hù)控制系統(tǒng),其包括經(jīng)由通信通道連接的控制服務(wù)器、文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集單元、控制執(zhí)行單元??刂品?wù)器接收數(shù)據(jù)采集單元上送的帶有GPS時(shí)標(biāo)的信息,分析判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障,通過(guò)控制執(zhí)行服務(wù)器完成對(duì)電力系統(tǒng)斷路器的控制操作。文件服務(wù)器存儲(chǔ)控制服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)和命令報(bào)文。數(shù)據(jù)采集單元測(cè)量電力系統(tǒng)的模擬量和狀態(tài)量,帶有GPS同步對(duì)時(shí)功能使得其測(cè)量數(shù)據(jù)帶有GPS時(shí)標(biāo)??刂茍?zhí)行單元接收控制服務(wù)器下發(fā)的命令,對(duì)電力系統(tǒng)的斷路器進(jìn)行跳閘合閘操作。另外,本發(fā)明還提供了對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)控制的方法,提高了電網(wǎng)識(shí)別故障的能力,避免電網(wǎng)大停電事故。
文檔編號(hào)H02H7/26GK101350520SQ20081022232
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者周紅陽(yáng), 斌 姚, 張忠理, 徐振宇, 楊晉柏, 王久玲, 趙曼勇, 陳朝暉, 龔建平 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司
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