基于智能变电站多信息的保护策略研究

发布时间：2020-08-02 17:36

【摘要】：随着智能电网逐步发展,电网的规模逐渐扩大,复杂的运行方式使得传统的继电保护已经无法满足其快速性和可靠性。智能变电站技术,IEC61850新标准和智能电子设备的发展为站域提供了多信息共享的可能性。它为研究变电站内部多信息的功能实现提供了良好的平台。本文对变电站内部多信息进行了深入的研究,体现在以下几个方面:本文首先简单描述了智能变电站的相关概念,将智能变电站的功能做了叙述,并且根据IEC61850通信协议,智能变电站三层两网结构搭建了智能变电站的结构模型,通过分析智能变电站内部智能设备的功能和运行方式以及信息交互方式,提出一种多信息变电站保护系统架构及其配置方案。其次,以国内某220kv变电站为基础,搭建了该变电站的PSCAD的仿真模型,并且利用MFC软件设计了智能变电站多信息实验平台的前台人机交互界面,并且通过接口程序实现前台用户界面和后台仿真模型的数据交互。然后,利用证据理论将线路不同故障特征进行融合,形成多信息的故障保护方案。通过分析变电站内故障线路的不同故障特征。将首半波、功率分量和暂态故障特征构建故障测度函数,通过证据理论分析,得出不同的故障信度来识别故障位置。最后提出了一种利用保护装置动作和方向信息变压器后备保护方案。采用变电站内部母线、线路、变压器冗余信息和方向信息来实现后备保护功能。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM63
【图文】：

智能变电站,网结构,三层

进行智能变电站集中决策的保护方案。技术方面的基础是数字化，而最终的目的是达成智能化[5]。虽然，当前的智能变电站具备了 IEC61850、其它互感器和网络的互联通信等特点，但缺少智能化的决策能力，因此依然处于智能变电站的初级阶段。所谓的智能变电站具有以下几个特点：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息懫集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要，支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。从二十世纪六七十年代开始，传统变电站从远方终端装置的实现和四遥（遥测、遥控、遥信、遥调）功能的发展，其数字化系统经历了集中式、全分布式、分层分布式等几个发展阶段。到九十年代，随着计算机技术和网络互联技术的快速发展，出现了分层分布式的变电站数字化系统，其由站控层、间隔层和过程层构成。其中，数字化信息的进程重点主要是站控层和间隔层，而间隔层和站控层的数字化已经基本完成。目前，根据国家电网公司的《智能变电站技术导则》和 IEC61850 系列的相关标准，智能变电站分为过程层、间隔层、站控层以及层与层之间的网络设备，即为三层两网结构，结构见下图 2-1。

结构图,智能变电站,保护系统,结构图

现模拟量到数字量的输出。智能电子设备负责信息通讯，逻辑的相关运算，操制驱动设备。（2）间隔层。其中继电保护模块、测量模块、故障录波模块、网络模块等系统的设备实现了信息传输和控制的相关功能。（3）站控层。站控层主要功能是实现变电站整个系统的控制、监控、信息功能。并且完成信息的采集和数据的交换。（4）过程层网络。过程层网络通过智能电子设备获取电气量和开关量信息用 GOOSE 和 SV 网络实现一次设备和二次设备的网络通信功能。（5）站控层网络。站控层网络主要完成站控层和间隔层相关元件的数据传.1.2 智能变电站保护体系架构电力系统保护控制为了满足电网的稳定可靠经济运行，必须站在宏观的角度梳理各类保护控制目标，分析控制系统的整体协调关系，完成宏观性的优化配能。基于智能变电站三层两网结构关系的特点，站域保护系统结构设计如下图示。

调用约定,程序接口,FORTRAN语言,C语言

变压器接地、相间以及匝间短路故障，电压电流仿真模块可以进行变电站内部各元件的保护仿真。报信息模拟生成报文。用户界面可以使用户可以对平台的软件开发环境仿真平台选择 Visual Studio2010 集成开发环境，用户类库进行开发，选择 PSCAD 仿真软件对一次系统进用户界面进行开发。界面和后台的仿真程序是需要通过外部的程序的调现内部相关模块的仿真功能。然而 PSCAD 是基于 FO用起来相对困难，C 语言的易用性和灵活性使得编写仿真程序采用 C 语言编程，但是 PSCAD 并不能直接使用专门的 FORTRAN 语言的接口文件才能使用。程示.

【参考文献】