專利名稱：一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是電力系統(tǒng)廣域保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
廣域保護(hù)是依賴于電力系統(tǒng)多點(diǎn)信息，對故障進(jìn)行快速、可靠、精確切除，同時(shí)分析故障切除對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響，并采取相應(yīng)控制措施的新型保護(hù)。近年來，國內(nèi)外專家學(xué)者針對廣域保護(hù)作了大量的研究與實(shí)踐，提出了大量建設(shè)性的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法和保護(hù)策略。然而，由于受制于計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)，這些研究或?qū)嵺`所采用的系統(tǒng)信息一般都是非實(shí)時(shí)采樣信息，因而只能從后備保護(hù)的角度來考慮。隨著數(shù)字化變電站的逐步推廣、通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及電力光纖通信網(wǎng)的推廣應(yīng)用，現(xiàn)階段已經(jīng)具備了建設(shè)基于實(shí)時(shí)采樣信息的廣域保護(hù)的物質(zhì)條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)的方法。該系統(tǒng)以SDH環(huán)網(wǎng)(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系網(wǎng)絡(luò)， 將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò))或?qū)Ｓ霉饫w作為通訊媒介，采用IEEE 1588同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)各變電站電氣量的同步采樣，采用IEC 61850通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)主站與各變電站之間的數(shù)據(jù)交互。該系統(tǒng)在采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線路主保護(hù)和母差保護(hù)的基礎(chǔ)上，用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)后備保護(hù)、失靈保護(hù)等功能。 該方法可廣泛使用于不同保護(hù)范圍的廣域保護(hù)系統(tǒng)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)的方法；該方法以SDH環(huán)網(wǎng)或?qū)Ｓ霉饫w作為通訊媒介，采用IEEE 1588同步方法(網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn))實(shí)現(xiàn)各變電站電氣量的同步采樣，采用IEC 61850通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)主站與各變電站之間的數(shù)據(jù)交互。該系統(tǒng)在采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線路主保護(hù)和母差保護(hù)的基礎(chǔ)上，用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)后備保護(hù)、失靈保護(hù)等功能。該方法可廣泛使用于不同保護(hù)范圍的廣域保護(hù)系統(tǒng)。該方法的實(shí)現(xiàn)步驟，其特征在于還包括以下步驟
(1).以SDH網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ霉饫w實(shí)現(xiàn)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站與主站之間的物理連接， SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬按照流過該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量保持一定的裕度；
(2).采用支持1588通訊的交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)、變電站與主站之間各設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連
接；
(3).采用IEEE1588同步方法，實(shí)現(xiàn)各變電站之間電氣量的同步采樣；
(4).采用IEC61850通訊規(guī)約將各變電站的電氣量傳送給主站；
(5).主站對各變電站的電氣量進(jìn)行預(yù)處理，包括報(bào)文解析、數(shù)據(jù)重采樣等；
(6).主站通過各變電站被保護(hù)區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自動(dòng)生成適用于主保護(hù)與后備保護(hù)的差動(dòng)組合，其中主保護(hù)的差動(dòng)組合由通過電網(wǎng)元件直接相連的CT組成，后備保護(hù)的差動(dòng)組合由與跨區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)元件直接相連的CT組成；(7).根據(jù)主保護(hù)與后備保護(hù)的差動(dòng)組合與同步之后的各變電站的電氣量，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作判斷，若滿足動(dòng)作條件，則向?qū)?yīng)的各變電站的ICU發(fā)送動(dòng)作命令，并記錄下故障時(shí)刻整個(gè)系統(tǒng)的故障波形與動(dòng)作行為；
(8).記錄系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種事件順序記錄(S0E)，并通過后臺管理程序進(jìn)行記錄與現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為本發(fā)明提供了一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)的方法，該方法依存于現(xiàn)有的通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字化變電站技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了針對多個(gè)變電站同一電壓等級的母線、線路的主保護(hù)與后備保護(hù)，并且提供了一個(gè)統(tǒng)一的站間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理平臺，為功能方面的進(jìn)一步擴(kuò)展提供了基礎(chǔ)。


圖1為廣域保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)的方法。該方法以SDH環(huán)網(wǎng)或?qū)Ｓ霉饫w作為通訊媒介，采用IEEE 1588同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)各變電站電氣量的同步采樣，采用IEC 61850 通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)主站與各變電站之間的數(shù)據(jù)交互。該方法在采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線路主保護(hù)和母差保護(hù)的基礎(chǔ)上，用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)后備保護(hù)、失靈保護(hù)等功能。該方法可廣泛使用于不同保護(hù)范圍的廣域保護(hù)系統(tǒng)。該方法的實(shí)現(xiàn)步驟，還包括以下步驟
(1).以SDH網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ霉饫w實(shí)現(xiàn)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站與主站之間的物理連接， SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬按照流過該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量保持一定的裕度；即帶寬留有余量保證數(shù)據(jù)流；
(2).采用支持1588通訊的交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)、變電站與主站之間各設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連
接；
(3).采用IEEE1588同步方法，實(shí)現(xiàn)各變電站之間電氣量的同步采樣；
(4).采用IEC61850通訊規(guī)約將各變電站的電氣量傳送給主站；
(5).實(shí)現(xiàn)電氣量的預(yù)處理，包括報(bào)文解析、數(shù)據(jù)重采樣等。(6).通過被保護(hù)區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自動(dòng)生成適用于主保護(hù)與后備保護(hù)的差動(dòng)組
I=I O(7).根據(jù)差動(dòng)組合與同步之后的電氣量，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作判斷，若滿足動(dòng)作條件，則向?qū)?yīng)的ICU發(fā)送動(dòng)作命令，并記錄下故障時(shí)刻整個(gè)系統(tǒng)的故障波形與動(dòng)作行為。(8).記錄系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種S0E，并通過后臺管理程序進(jìn)行記錄與現(xiàn)實(shí)。所述的差動(dòng)組合是指采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線路主保護(hù)和母差保護(hù)的基礎(chǔ)上，用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)后備保護(hù)。差動(dòng)組合的保護(hù)可以參見本申請人的同時(shí)申請內(nèi)容采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)中后備保護(hù)的方法，包括采用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的后備保護(hù)；廣域保護(hù)主要采用按斷路器配置保護(hù)的方法，當(dāng)被保護(hù)區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，逐一考慮每一個(gè)斷路器的動(dòng)作行為； 在差動(dòng)組合中，逐一考慮各個(gè)斷路器、自身除外，發(fā)生死區(qū)或失靈故障時(shí)保護(hù)的擴(kuò)展，為該斷路器與電流互感器的一個(gè)后備差動(dòng)保護(hù)區(qū)，獲取所有的斷路器與電流互感器作為后備保護(hù)時(shí)的所有差動(dòng)組合，每個(gè)采樣間隔對得到的母線差動(dòng)區(qū)和線路差動(dòng)區(qū)的差動(dòng)保護(hù)組合給出的信號進(jìn)行動(dòng)作行為判斷，若滿足差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件，跳開該斷路器與電流互感器處斷路器，跨元件切除系統(tǒng)故障。所述的差動(dòng)組合是在差動(dòng)保護(hù)中用于差流計(jì)算的CT的組合。例如傳統(tǒng)的線路差動(dòng)保護(hù)中差動(dòng)組合即由線路兩端的兩組CT組成，單母線母線差動(dòng)保護(hù)中差動(dòng)組合由連接于該母線的所有CT組成。其中IEEE 1588同步方法是在電力系統(tǒng)中有一個(gè)主、從時(shí)鐘，主時(shí)鐘通過周期性的向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一個(gè)包含時(shí)間信息的信息包，從時(shí)鐘收到后，進(jìn)行時(shí)鐘偏移測量和延遲測量，利用偏移量來修正從時(shí)鐘的本地時(shí)鐘，利用延遲量來解決線路延遲量的影響。而IEC 61850是當(dāng)前電力系統(tǒng)中對變電站自動(dòng)化的要求而提出的一種通用的通信方式來實(shí)現(xiàn)的規(guī)約或協(xié)議。IEC61850提出了一種公共的通信標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備進(jìn)行規(guī)范化。
權(quán)利要求
1. 一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)的方法，其特征在于以SDH環(huán)網(wǎng)或?qū)Ｓ霉饫w作為通訊媒介，采用IEEE 1588同步方法實(shí)現(xiàn)各變電站電氣量的同步采樣，采用IEC 61850通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)主站與各變電站之間的數(shù)據(jù)交互，并在采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線路主保護(hù)和母差保護(hù)的基礎(chǔ)上，用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)后備保護(hù)、失靈保護(hù)；包括以下步驟(1)以SDH網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ霉饫w實(shí)現(xiàn)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站與主站之間的物理連接，SDH 網(wǎng)絡(luò)帶寬按照流過該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量保持一定的裕度；(2)采用支持1588通訊規(guī)約的交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)、變電站與主站之間各設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接；(3)采用IEEE1588同步方法，實(shí)現(xiàn)各變電站之間電氣量的同步采樣；(4)采用IEC61850通訊規(guī)約將各變電站的電氣量傳送給主站；(5)主站對各變電站的電氣量進(jìn)行預(yù)處理，包括報(bào)文解析、數(shù)據(jù)重采樣等；(6)主站通過各變電站被保護(hù)區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自動(dòng)生成適用于主保護(hù)與后備保護(hù)的差動(dòng)組合，其中主保護(hù)的差動(dòng)組合由通過電網(wǎng)元件直接相連的CT組成，后備保護(hù)的差動(dòng)組合由與跨區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)元件直接相連的CT組成；(7)根據(jù)主保護(hù)與后備保護(hù)的差動(dòng)組合與同步之后的各變電站的電氣量，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作判斷，若滿足動(dòng)作條件，則向?qū)?yīng)的各變電站的I⑶發(fā)送動(dòng)作命令，并記錄下故障時(shí)刻整個(gè)系統(tǒng)的故障波形與動(dòng)作行為；(8)記錄系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種事件順序記錄(S0E)，并通過后臺管理程序進(jìn)行記錄與現(xiàn)實(shí)。
全文摘要
在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)系統(tǒng)的方法，以SDH環(huán)網(wǎng)或?qū)Ｓ霉饫w作為通訊媒介，采用IEEE1588同步方法實(shí)現(xiàn)各變電站電氣量的同步采樣，采用IEC61850通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)主站與各變電站之間的數(shù)據(jù)交互，并在采用差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線路主保護(hù)和母差保護(hù)的基礎(chǔ)上，用跨元件的差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)后備保護(hù)、失靈保護(hù)；以SDH網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ霉饫w實(shí)現(xiàn)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)各個(gè)變電站與主站之間的物理連接，SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬按照流過該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量保持一定的裕度；本發(fā)明提供了一種在多個(gè)變電站之間實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)的方法，該方法依存于現(xiàn)有的通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字化變電站技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了針對多個(gè)變電站同一電壓等級的母線、線路的主保護(hù)與后備保護(hù)。
文檔編號H02J13/00GK102570617SQ201210035748
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者卜勁松, 周迎秋, 曾兵元, 肖榮國 申請人:江蘇金智科技股份有限公司, 黑龍江省電力有限公司