电力系统广域差动保护算法和实验研究

发布时间：2017-08-28 22:24

  本文关键词：电力系统广域差动保护算法和实验研究

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【摘要】：电网大互联已成为当今电网发展的必然趋势,而电网规模越大对继电保护的要求就越是苛刻。在对全球几次大停电研究之后,学者们开始逐渐认识到,传统的只是针对单个元件的继电保护,已经不能满足现在电网大互联的现状,因此,专家们提出了广域保护。广域保护研究方向主要分为系统稳定控制和继电保护两部分。本文主要研究继电保护方向,并且将其作为后备保护使用。广域保护与传统的继电保护相互配合能更加有效地保障电力系统的安全运行。本文采用广域电流差动保护,以图论法为基础结合电网的节点.支路关联矩阵,提出了利用广域测量信号在线实时确定广域后备保护区的算法。该算法在主保护拒动、断路器失灵或者近后备保护拒动的情况下可以自动确定后备保护区,确保后备保护动作切除故障。电流差动保护对参与运算电流的“同步性”要求较高。本文提出用电流预测法解决广域测量系统不能精确同步测量或者传输数据延时和丢包的问题,提高差动电流计算精度。制作了以DSP为核心的广域测量装置和广域差动保护装置,可以测量不同线路的电流,实现广域电流差动保护。测量装置和保护装置之间通过DSP的SPI模块进行通讯。采用DSP的GPIO口发出保护的跳闸指令与报警信号。本设计测量装置与保护装置之间的数据传输采用的是光纤通信的方式,利用以太网模块实现装置与光电转换器的连接,采用成型的光电转化模块节省了研发时间并且上手容易性能可靠,在仿真实验中采用真正的光纤通信,使实验更加真实可靠。用RT-LAB实时仿真系统测试测量装置、保护装置和光纤以太网通信系统。在RT-LAB仿真系统建立电力系统Simulink仿真模型,测量装置、保护装置和光纤以太网通信系统与RT-LAB仿真系统相连,进行硬件在环实时仿真测试。测试验证了保护方案的有效性与可行性。本文研究的广域电流差动保护可以在线实时确定后备保护区,如果断路器失灵或者后备保护拒动,可以进一步扩大后备保护区,切除故障。文章以输电线路为研究对象,采用电流差动原理,提出了基于图论的后备保护方案,以DSP作为测量和保护装置核心板,通过光纤以太网通信系统共同实现了电网的广域后备保护,最后利用RT-LAB仿真实验平台验证了保护方案的有效性与可行性。
【关键词】：广域差动保护 图论 光纤以太网 RT-LAB
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM773
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.3 论文的主要工作和创新点14-16
• 第2章 广域差动保护算法研究16-29
• 2.1 广域电流差动保护原理16-18
• 2.2 广域后备保护区判定算法18-25
• 2.2.1 广域后备保护区判定方法18-20
• 2.2.2 图论法简化电气接线图20-22
• 2.2.3 广域后备保护区判定算法22-25
• 2.3 电流预测25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 光纤通信研究29-39
• 3.1 光纤通信的特点29-30
• 3.2 光纤通信的基本理论30-31
• 3.3 光纤通信硬件方案31-34
• 3.4 光纤通信程序设计34-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 基于DSP的广域差动保护装置研发39-49
• 4.1 整体结构框图39-40
• 4.2 广域差动保护装置硬件部分40-44
• 4.3 广域差动保护装置软件部分44-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 广域差动保护硬件在环实验研究49-55
• 5.1 RT-LAB仿真平台49-50
• 5.2 实验平台搭建50-51
• 5.3 系统仿真模型51-52
• 5.4 实验分析52-54
• 5.5 本章小结54-55
• 第6章 总结与展望55-56
• 6.1 总结55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-60
• 在读期间发表的学术论文60
• 在读期间参与的研究项目60-61
• 致谢61

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本文编号：749816