论文题目: 广域保护系统结构及故障判别算法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电力系统及其自动化
作者: 丛伟
导师: 潘贞存
关键词: 三道防线,广域保护,纵联比较,电流差动,继电保护,通信,以太网
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 我国“西电东送、南北互供、全国互联”发展战略的实施将带来前所未有的大规模、远距离输电,届时将形成北、中、南三个跨区大型互联电网。大型互联电网的发展给继电保护和稳定控制系统提出了更高的要求,不仅要保证电气设备安全的运行,还要保证电网受到扰动后能安全稳定的运行,在发生恶劣事故的情况下不发生连锁跳闸和系统崩溃。高速、可靠的继电保护措施,准确、及时的安全控制和紧急控制措施以及大型互联电网的安全稳定防御措施是保证电网安全稳定运行的重要保障。 我国自上个世纪80年代以来坚持实施“三道防线”的稳定控制措施,取得了良好的运行效果,积累了确保电网安全稳定运行的宝贵经验。随着电网规模的扩大,互联趋势的加强,基于本地量的保护和自动控制判据不能全面的反映系统的运行状态,可能出现保护和安全自动装置动作不恰当的情况,“三道防线”中的每道防线基本处于“各自为政”的状态,相互之间缺乏必要的配合与协调,有时会导致事故范围扩大。本文提出了满足“三道防线”要求的广域保护系统,从完成功能的角度上对广域保护系统进行了定义,讨论了系统的总体结构、功能配置和通信系统设计等若干关键问题。满足“三道防线”要求的广域保护系统将传统的“三道防线”功能与新兴的广域保护系统概念结合起来,以电力系统广域信息为依托,能动态的、较客观的反映系统运行状态。同时把“三道防线”功能集中到一个系统内完成,建立起各道防线之间的联系,把原本独立、离散的控制措施变为协调、连续的措施,在保证互联电网不发生连锁跳闸和崩溃的目标前提下实现保护和控制策略的优化,即尽量缩小故障影响区域,减少停电时间。 提出了基于纵联比较原理的广域继电保护算法,该算法通过比较故障相邻区域内各IED对故障方向的判断结果进行准确的故障判别,根据故障位置执行相应的继电保护策略。本文研究的广域继电保护系统采用分布式结构,以IED为中心进行故障判别计算并执行跳闸操作。故障发生后,故障相邻区域内每个IED都能明确故障的具体位置。IED不仅能对区内故障提供快速的主保护功能,还能提供快速的后备保护功能,后备保护的选择性依靠广域信息来保证,动作定值的整定
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 课题的研究背景
1.3 广域保护系统研究现状
1.4 本文的主要工作
第二章 满足“三道防线”要求的广域保护系统
2.1 满足“三道防线”要求的广域保护系统功能
2.1.1 广域继电保护功能
2.1.2 广域控制系统功能
2.2 广域保护系统可采取的结构
2.2.1 集成式结构
2.2.2 集中式结构
2.2.3 分布式结构
2.2.4 三种结构的比较
2.3 广域保护通信系统的设计
2.3.1 广域保护通信系统结构
2.3.2 广域保护通信系统设计
2.4 本章小结
第三章 广域纵联比较保护算法的研究
3.1 广域纵联比较算法的研究内容
3.2 广域纵联比较保护算法
3.2.1 广域保护范围的划分
3.2.2 广域纵联比较故障判别算法
3.2.3 广域继电保护策略
3.3 算例分析
3.4 继电保护系统中的“N-1”问题及对策
3.5 纵联比较继电保护系统中的一些特殊问题分析
3.5.1 纵联保护系统中存在的一些特殊问题
3.5.2 特殊情况下广域纵联比较算法性能分析
3.6 本章小结
第四章 广域电流差动保护算法
4.1 广域差动保护系统的工作方式
4.2 IED保护范围的确定和关联域的划分
4.3 广域电流差动保护系统工作过程
4.4 算例分析
4.5 与传统差动保护性能比较
4.5.1 继电保护系统正常工作时的性能比较
4.5.2 保护拒动时的性能比较
4.5.3 断路器失灵时的性能比较
4.6 广域差动保护算法与广域纵联比较保护算法比较
4.7 本章小结
第五章 基于IEC61850的广域继电保护系统通信服务模型
5.1 通用变电站事件GSE
5.2 面向变电站的通用对象GOOSE和通用变电站状态事件GSSE
5.2.1 面向变电站的通用对象GOOSE
5.2.2 通用变电站状态时间GSSE
5.3 采样测量值传输类模型
5.4 广域继电保护通信系统设计方案
5.5 本章小结
第六章 广域继电保护通信系统仿真
6.1 以太网用于广域保护系统的可行性分析
6.2 网络仿真软件OPNET(Optimum Network Performance)
6.2.1 OPNET仿真软件简介
6.2.2 OPNET用于网络规划设计的主要步骤
6.3 基于OPNET的以太网仿真
6.3.1 广域继电保护通信系统流量分析
6.3.2 仿真模型的建立
6.3.3 开始仿真及仿真结果收集
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
攻读博士学位期间的科研情况
学位论文评阅及答辩情况表
发布时间: 2006-05-30
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