專利名稱：在電力傳輸平行雙回線路中重組健全相導線的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力傳輸技術領域，具體涉及一種在電力傳輸平行雙回線路中重組健 全相導線的方法和系統(tǒng)，以形成一個基于平行雙回線路的新電力傳輸線。
背景技術：
對平行雙回線路而言，跨線故障經常發(fā)生。一般情況下，一旦平行雙回線路檢測到 跨線永久故障發(fā)生，該平行雙回線路都會跳閘，從而引起系統(tǒng)連接及電力傳輸?shù)闹袛?。一?的平行雙回線路都連接于兩個重要子網或區(qū)域，雙回線路跳閘將對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產 生重大影響。如今，隨著電力輸電網絡的日益復雜以及電網穩(wěn)定的重要性的提高，這就需要 在故障跳閘后，系統(tǒng)能夠盡快恢復連接以及電力傳輸。因此，快速恢復時間以及高適應性的 解決方案將被廣泛關注與重視。近年來，人們提出了一種“三相運行”的解決方案。在該方案中，如果跨線永久故 障發(fā)生，只要存在三相健全相導線，包括A相、B相與C相，三相運行方式即可恢復系統(tǒng)運行。 在2003年10月舉行的第9屆中國電力系統(tǒng)保護會議中，張保會等在其論文“一種新型自 動重合閘的方法”中提到一種類似三相運行的方案。然而，如果健全相導線小于3，該方案 就不成立。例如，對于故障IA (線路I的A相)-IIA (線路II的A相)，如果有兩相健全相 導線，即B相與C相，那么盡管實際兩條線路具有四個健全相導線，即IB (線路I的B相)， IC (線路I的C相)，IIB (線路II的B相)以及IIC (線路II的C相)，該“三相運行”方 案仍然不能使用。目前，平行雙回線路的占整個輸電線路的比例很小，但是平行雙回線路的比例會 隨著輸電線路走廊的短缺而在將來迅速增多。因此，平行雙回線路的保護配置對于整個系 統(tǒng)的發(fā)展會變得更加重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種基于平行雙回線的單線路重組方案，即在電力傳輸平行雙回線路 中重組健全相導線的方法和系統(tǒng)，從而使在重組的雙回線路中的單線路上恢復電力的傳 輸。根據本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明提供一種在電力傳輸平行雙回線路中重組健全 相導線的方法。平行雙回線包含至少第一線路和第二線路，所述的每條線路分別包含N條 導線，N為整數(shù)，且3。所述方法包括在兩條線路上的2N條導線中，選擇不在同一條線 路上的任意N條健全相導線；將第一線路中未選擇的一條或多條導線中的每一條導線，對 應連接第二線路中選擇的一條或多條導線，并保持第二線路斷開，從而使新形成的線路是 有N條健全相導線組成，恢復第一線路的電力傳輸。根據本發(fā)明的另一實施例，本發(fā)明提供一種在電力傳輸平行雙回線路中重組健全 相導線的系統(tǒng)。平行雙回線包含至少第一線路和第二線路，所述的每條線路分別包含N條 導線，N為整數(shù)，且N彡3。所述系統(tǒng)包括位于第一線路的第一出線開關，第一出線開關的 每個觸點對應于第一線路的一條導線；位于第二線路的第二出線開關，第二出線開關的每 個觸點對應于第二線路的一條導線；位于第一出線開關和第一線路的斷路器/電流互感器 之間的第一轉換開關，和位于第二出線開關和第二線路的斷路器/電流互感器之間的第二 轉換開關；其中，第一轉換開關的每個觸點對應于第一線路的一條導線，第二轉換開關的每個觸點對應于第二線路的一條導線，第一轉換開關的每個觸點對應于第二轉換開關的一個 對應觸點。


圖1作為一個例子示出了兩條線路Ll與L2，實施本發(fā)明的實施例的方法后的連接 狀態(tài)；圖2示出了本發(fā)明一個實施例基于時間軸建立的故障后解決方案的應用，其通過 健全相導線重組方法組建一條新線路的正常運行(PFOLO)，從而保證電力傳輸容量；圖3A-;3B示出本發(fā)明的一個實施例中，兩組連接包括兩個額外的線路轉換隔離開 關；圖4示出了根據本發(fā)明的一個實施例，面向對象的變電站事件GOOSE通信機制與 基于智能電子控制設備(IEDs)與保護IEDs間的數(shù)據流；圖5示出了根據本發(fā)明的實施例，關于主控制IED設備的基本邏輯流程；圖6示出了根據本發(fā)明的實施例，重組健全相導線的過程，以恢復單線路的電力 傳輸；以及圖7示出根據圖6示意的過程完成后的最終連接狀態(tài)。
具體實施例方式據日本統(tǒng)計數(shù)據表明，對于三相輸電系統(tǒng)，在發(fā)生跨線故障時，超過40%的故障的 健全相數(shù)量大于等于3。假設在平行雙回線路的健全相導線中選擇三條導線進行三相線路 的重組，那么超過半數(shù)的電力傳輸容量能夠恢復，這將對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定大有益處。本發(fā)明的一個實施例，提出了基于電力傳輸平行雙回線路中的健全相導線重組方 法，以重建一條線路，實現(xiàn)基于平行雙回線路的電力傳輸?shù)幕謴?。比如，在發(fā)生永久性交叉 線路故障時。本實施例中，平行雙回線路包括了兩條線路。圖1示出了在依照本發(fā)明方法 下的兩條線路Ll與L2間的連接情況。每條線路Ll與L2至少包含3條相導線，比如1A、 IB與IC或者2A、2B與2C，對應于A、B、C三相。基于電力傳輸?shù)钠叫须p回線而提出的健全 相導線重組方法中，在包含于兩條線路中的六個相導線中選擇任意三個不屬于同一條線路 的健全相導線(如圖1所示的1B，1C與2C)；同時將包含于第一線路上的一個或者多個未 選擇的導線(圖1的1A)連接于第二線路上的一個或多條選擇的導線上(比如圖1的2C)， 這樣第一線路可通過選擇健全相導線而實現(xiàn)電力傳輸?shù)幕謴?比如圖1中所示的1B，IC與 2C)。如圖1所示，第二線路處于跳閘/斷開狀態(tài)。盡管上述實施例中描述的是包括兩條線的平行雙回線，但是熟悉本領域技術的人 員不應局限于此。在本發(fā)明的另外實施例中，平行回線也可能包括多于兩條線，本發(fā)明的方 法同樣可以應用。此外，盡管一條線路上示出了 3條相導線，但是熟悉本領域技術的人員不應局限 于此。實際上，一條線路可能含有N條相導線(N為整數(shù)，N彡3)，以應對線路中三相以上的 情況。在一個實施例中，兩條線路上均配置有出線開關，以控制線路的開啟和閉合狀態(tài)。 轉換開關分別配置于線路的出線開關與斷路器/電流互感器之間，以完成兩條線路之間的 連接與否，如圖1所示。根據本發(fā)明的實施例，所述開關可以是隔離開關。下面將舉例詳細描述，通過故障后健全相導線重組方法組建一條新線路的正常運 行(PFOLO)，從而保證電力傳輸容量；圖2示出了基于時間軸的PFOLO應用。PFOLO方案包括兩個轉換開關(LD)，每個轉換開關配置于出線開關(OD)與斷路器或電流互感器(CT)之間。同時兩個轉換開關共享一個公共的連接點，用于選擇健全相導 線，進行相序的重組而實現(xiàn)新型線路的重構。圖3表示出兩種連接模式，其中第一轉換開關 LDl配置于第一線路的ODl與CT/斷路器之間，而第二轉換開關LD2配置于第二線路的0D2 與CT/斷路器之間。如圖3所示，每個LD1，LD2均具有三個觸點，分別對應于每條線路的A、 B與C相。盡管實施例中描述的是隔離開關(如LD1-LD2，0D1_0D2)，但是熟悉本領域技術的 人員不應局限于此，其他的開關類型也可以使用。在另一實施例中，上述提到的開關，如隔離開關LD1-LD2與0D1-0D2等都可以是單 觸點的。此外，開關都可以遠程控制。每條線路的LD與OD開關均由線路的控制設備控制。例如，控制設備為智能電子 控制設備(IED)。根據本發(fā)明的實施例，還裝有機械鎖，為了防止系統(tǒng)的誤操作。該機械鎖保證在任 何時刻LD僅有一個觸點可以合閘。下文將舉例說明線路的控制設備即控制IED。每條線路的控制IED設備必需首 先明確自身的保護輸出以及另一條線路的保護和控制數(shù)據。在得到這些數(shù)據后，IED設備 決定PFOLO程序是否啟動。數(shù)據和信息將通過控制IED與保護IED設備間的通信實現(xiàn)信 息交換，也是基于兩個間隔層間的信息交換。由于數(shù)據傳輸量較小，有許多可行的通信解 決方法。硬件配線(I/O)作為通用的解決方案支持各種不同類型的IED設備，其他的像 憑借IED設備能力的通信方案也是可行的，比如串口 /并口通信與TCP/IP。在該案例中， 列舉了基于IEC61850的通用面向對象變電站事件(GOOSE)通信機制，其中IED設備具備 IEC61850G00SE報文的傳輸能力。圖4闡述了 GOOSE通信機制與數(shù)據流。文中定義了兩種GOOSE通信方式，第一種 為由線路的保護IED設備多點發(fā)送至控制IED設備(參考圖4的Cl)；第二種為平行雙回線 之間的通信模式(參考圖4的C2)。平行雙回線之間數(shù)據交換通過兩條線路間的控制IED 設備完成。表1列出了 GOOSE通信Cl數(shù)據集數(shù)據，每條線路的保護IED設備為發(fā)布者，控制 IED設備則為訂閱者。表1 GOOSE通信Cl的數(shù)據集數(shù)據
序號數(shù)據數(shù)據類型目的1保護啟動信號布爾型用于啟動PFOLO邏輯2斷路器重合狀態(tài)布爾型控制IED需要# 據該信號確定重合 是否結束或者閉鎖，是啟動PFOLO 邏輯的條件。3故障跳鬧信號，A、B、 C相布爾型PFOLO邏輯將通過這些信息而獲取 到哪一相可以用于線路重構. 表2列出了 GOOSE通信C2的數(shù)據集內容。其中當某一條線路的控制IED設備為 發(fā)布者，那么另一條線路的控制IED設備則為訂閱者。也就是說，每個控制IED設備不僅是 信息發(fā)布者，同樣也是信息的訂閱者。表2 GOOSE通信C2的數(shù)據集數(shù)據
權利要求
1.一種在電力傳輸平行雙回線路中重組健全相導線的方法，其中平行雙回線包含至少 第一線路(Li)和第二線路(L2)，所述的每條線路分別包含N條導線(1A、1B與IC或者2A、 2B與2C)，N為整數(shù)，且N彡3 ；所述方法包括在兩條線路(L1、L2)上的2N條導線(1A、1B與IC以及2A、2B與2C)中，選擇不在同一 條線路上的任意N條健全相導線(1B、1C、2C)；將第一線路(Li)中未選擇的一條或多條導線(IA)中的每一條導線，對應連接第二線 路(L2)中選擇的一條或多條導線OC)中的一條，并保持第二線路(L2)斷開，從而使新形 成的線路是有N條健全相導線(1B、1C、2C)組成，恢復第一線路(Li)的電力傳輸。
2.根據權利要求1所述的方法，其中第一轉換開關(LDl)布置于第一線路(Li)的斷 路器/電流互感器后，第二轉換開關(LD2)布置于第二線路(L2)的斷路器/電流互感器 后，從而使第一轉換開關(LDl)的每個觸點對應于第一線路(Li)的一條導線，第二轉換開 關(LD2)的每個觸點對應于第二線路(L2)的一條導線；第一轉換開關(LDl)中，對應于第 一線路(Li)中一條或多條未選擇導線(IA)的一個或多個觸點中的每個觸點，與第二轉換 開關(LD2)中，對應于第二線路(L2)中一條或多條選擇導線OC)的一個或多個觸點中的 每個觸點相連接；將第一線路(Li)中未選擇的一條或多條導線(IA)中的每一條導線，對應連接第二線 路(L2)中選擇的一條或多條導線(2C)，包括以下步驟閉合第一轉換開關(LDl)中，對應于第一線路(Li)中一條或多條未選擇導線(IA)的 一個或多個觸點，并保持第一轉換開關(LDl)的其他觸點斷開；閉合第二轉換開關(LD2) 中，對應于第二線路(L2)中一條或多條選擇導線OC)的一個或多個觸點，并保持第二轉換 開關(LD2)的其他觸點斷開。
3.根據權利要求2所述的方法，其中第一出線開關(ODl)布置于第一線路(Li)的 第一轉換開關(LDl)后，第二出線開關(0D2)布置于第二線路(L2)的第二轉換開關(LD2) 后；第一出線開關(ODl)的每個觸點對應于第一線路(Li)的一條導線，第二出線開關 (0D2)的每個觸點對應于第二線路(L2)的一條導線；當將第一線路(Li)中未選擇的一條或多條導線(IA)中的每一條導線，對應連接第二 線路(L2)中選擇的一條或多條導線OC)時，第一出線開關(ODl)中，對應于第一線路(Li) 中一條或多條未選擇導線(IA)的一個或多個觸點中的每個觸點閉合，第一出線開關(ODl) 的其他觸點斷開；第二出線開關(0D2)中，對應于第二線路(L2)中一條或多條選擇導線 (2C)的一個或多個觸點中的每個觸點閉合，而第二出線開關(0D2)的其他觸點斷開。
4.根據權利要求3所述的方法，其中第一和第二出線開關(0D1、0D2)均為單一觸點， 并且是遠程可控的。
5.根據權利要求2-4任意一項所述的方法，其中第一和第二轉換開關(LD1、LD2)均 為單一觸點，并且是遠程可控的。
6.根據權利要求3-5任意一項所述的方法，其中第一轉換開關(LDl)和第一出線開 關(ODl)由位于第一線路上的第一控制裝置控制；第二轉換開關(LD2)和第二出線開關 (0D2)由位于第二線路上的第二控制裝置控制；第一控制裝置和第二控制裝置之間相互通 信，從而實現(xiàn)對開關(LD1、LD2、0D1、0D2)的協(xié)作控制。
7.根據權利要求6所述的方法，其中第一控制裝置和第二控制裝置之間相互通信是 基于IEC61850的面向對象的變電站事件(GOOSE)的通信機制，或為串口 /并口通信，或傳 輸控制協(xié)議/以太網協(xié)議(TCP/IP)，或設備間的硬件連線。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其中第一控制裝置(IEDl)和第二控制裝置 (IEDl)是智能電子設備。
9.根據權利要求6-8任意一項所述的方法，其中每個控制設備都利用聯(lián)鎖邏輯，以確保在對開關(LD1、LD2、ODU 0D2)進行操作前，所 有斷路器處于斷開狀態(tài)；如果第二轉換開關(LD2)閉合，則第二線路(L2)的斷路器不允許閉合；第一線路(Li)的觸點和第一出線開關(ODl)對應于第一線路(Li)的相同導線的觸點 不允許同時閉合。
10.根據權利要求9所述的方法，其中每個開關(LD1、LD2、0D1、0D2)均為隔離開關， 聯(lián)鎖邏輯進一步用以保證在任何時刻每邊僅有一個線路隔離開關(LD1、LD2)的觸點能夠 閉合。
11.一種在電力傳輸平行雙回線路中重組健全相導線的系統(tǒng)，其中平行雙回線包含至 少第一線路(Li)和第二線路(L2)，所述的每條線路分別包含N條導線(1A、IB與IC或者 2A、2B與2C)，N為整數(shù)，且N彡3 ；所述系統(tǒng)包括位于第一線路(Li)的第一出線開關(ODl)，第一出線開關(ODl)的每個觸點對應于第 一線路(Li)的一條導線；位于第二線路(L2)的第二出線開關(0D2)，第二出線開關(0D2)的每個觸點對應于第 二線路(L2)的一條導線；位于第一出線開關(ODl)和第一線路(Li)的斷路器/電流互感器之間的第一轉換開 關(LDl)，和位于第二出線開關(0D2)和第一線路(L2)的斷路器/電流互感器之間的第二轉換開 關(LD2)；其中，第一轉換開關(LDl)的每個觸點對應于第一線路(Li)的一條導線，第二轉換開 關(LD2)的每個觸點對應于第二線路(L2)的一條導線，第一轉換開關(LDl)的每個觸點對 應于第二轉換開關(LD2)的一個對應觸點。
12.根據權利要求11所述的系統(tǒng)，其中第一和第二轉換開關(LD1、LD2)以及第一和 第二出線開關(0D1、0D2)均為單一觸點，并且是遠程可控的。
13.根據權利要求11或12所述的系統(tǒng)，還包括第一控制裝置，位于第一線路上，用于控制第一轉換開關(LDl)和第一出線開關 (ODl)；和第二控制裝置，位于第二線路上，用于控制第二轉換開關(LD2)和第二出線開關 (0D2)；其中，第一控制裝置和第二控制裝置之間相互通信，從而實現(xiàn)對開關(LD1、LD2、ODU 0D2)的協(xié)作控制。
14.根據權利要求13所述的系統(tǒng)法，其中第一控制裝置和第二控制裝置之間相互通 信是基于IEC61850的面向對象的變電站事件(GOOSE)的通信機制，或為串口 /并口通信，或傳輸控制協(xié)議/以太網協(xié)議(TCP/IP)，或設備間的硬件連線。
15.根據權利要求11-14任意一項所述的方法，還包含聯(lián)鎖邏輯，使每個控制設備都可 利用聯(lián)鎖邏輯以保證任何時刻每邊僅有一個線路隔離開關(LD1、LD2)的觸點能夠閉合； 在對開關(LD1、LD2、0D1、0D2)進行操作前，所有斷路器處于斷開狀態(tài)； 如果第二轉換開關(LD2)閉合，則第二線路(L2)的斷路器不允許閉合； 第一線路(Li)的觸點和第一出線開關(ODl)對應于第一線路(Li)的相同導線的觸點 不允許同時閉合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于電力傳輸平行雙回線路的健全相導線重組方法和系統(tǒng)。平行雙回線包含至少第一線路(L1)和第二線路(L2)，所述的每條線路分別包含N條導線(1A、1B與1C或者2A、2B與2C)，N為整數(shù)，且N≥3。所述方法包括在兩條線路(L1、L2)上的2N條導線(1A、1B與1C以及2A、2B與2C)中，選擇不在同一條線路上的任意N條健全相導線(1B、1C、2C)；將第一線路(L1)中未選擇的一條或多條導線(1A)中的每一條導線，對應連接第二線路(L2)中選擇的一條或多條導線(2C)，并保持第二線路(L2)斷開，從而新形成的線路是有N條健全相導線(1B、1C、2C)組成，恢復第一線路(L1)的電力傳輸。
文檔編號H02H3/06GK102089948SQ200880130199
公開日2011年6月8日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權日2008年7月7日
發(fā)明者劉前進, 景雷, 楊贏, 蘇斌, 范建忠 申請人:Abb研究有限公司