可预防级联跳闸的广域保护系统研究

论文摘要

近年来,世界上发生的几次重大电力事故都凸现了目前电力系统存在着继电保护和安全自动装置的某些隐患。20世纪末,基于现代通信技术上的广域保护系统一经提出便备受关注,它以全新的方式考虑大电网继电保护和安全自动装置的工作,被公认为是今后电力系统继电保护的发展方向之一。在传统意义上,电力系统典型保护配置是以某一种原理的保护为主保护,配以多种原理的保护作为后备保护,后备保护则是通过多段式保护的动作时限、动作定值和动作区的相互配合来实现的。本文阐述了广域保护的概念、功能、结构以及通信方案。阐述了基于广域多点信息的保护原理,可以缩短动作时间,提高动作可靠性,减少停电面积。传统的继电保护以切除故障为目标,不关心故障线路切除后的系统状况,某些重负荷关键线路一旦被切除,随之引起的负荷转移与后备保护不合理动作的级联效应,很有可能引发连锁跳闸事件,甚至导致大停电事故。本文分析了故障支路切除后系统潮流的分布状况,阐述了潮流转移系数的概念,给出了潮流转移相关线路集的定义,介绍了判断相关集内线路潮流转移过负荷的方法。本文提出了预防级联跳闸的广域保护策略,保护装置和稳控装置协调动作,从整体的层面考虑对电网的保护,并通过对IEEE-39节点系统上的仿真,验证了方案的可行性。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 广域保护的研究现状
• 1.3 本文所做工作
• 第二章 广域保护系统结构与算法
• 2.1 引言
• 2.2 广域同步相量测量系统的发展及应用
• 2.3 广域保护系统功能
• 2.3.1 广域继电保护功能
• 2.3.2 广域控制系统功能
• 2.4 广域保护系统结构
• 2.4.1 集成式结构
• 2.4.2 集中式结构
• 2.4.3 分布式结构
• 2.4.4 三种结构的比较
• 2.5 基于不同保护原理的广域继电保护算法
• 2.5.1 广域纵联保护原理
• 2.5.2 基于距离元件的广域继电保护原理
• 2.5.3 广域电流差动保护原理
• 2.6 本章小结
• 第三章 线路切除后网络潮流的分析计算
• 3.1 前言
• 3.2 潮流转移系数的概念
• 3.2.1 潮流转移的物理过程分析
• 3.2.2 潮流转移系数的数学描述
• 3.3 潮流转移系数矩阵的计算
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 利用节点电压法求解节点电压
• 3.3.3 求解支路电流
• 3.3.4 求解转移系数矩阵
• 3.4 本章小结
• 第四章 预防级联跳闸的广域保护策略
• 4.1 引言
• 4.2 潮流转移相关线路集的定义
• 4.3 相关集内线路潮流转移过载判别方法
• 4.3.1 支路切除后相关集内线路的潮流预测
• 4.3.2 相关集内线路潮流转移过负荷识别判据
• 4.4 预防级联跳闸的广域保护方案设计
• 4.5 仿真计算及其结果分析
• 4.5.1 PSASP简介
• 4.5.2 算例验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 通信系统设计
• 5.1 引言
• 5.2 广域保护通信系统结构
• 5.3 广域保护通信系统设计
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 附录1
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表