一種廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，包括：互相通信的采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元；采集控制層單元包括站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；以及站內(nèi)就地化保護(hù)控制設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元包括站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備和站內(nèi)站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備兩層保護(hù)；本發(fā)明有益效果：實(shí)現(xiàn)了對(duì)廣域電網(wǎng)的層次化保護(hù)與控制，使站內(nèi)保護(hù)控制與廣域保護(hù)控制形成系統(tǒng)化配合，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)供電及確保供電可靠性。
【專利說明】
一種廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)保護(hù)與控制領(lǐng)域，尤其涉及一種廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著特高壓交直流輸電工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，以及對(duì)未來能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步預(yù)期，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式將更加靈活多變，電網(wǎng)的暫態(tài)過程也將更加復(fù)雜。目前智能變電站的規(guī)模化推廣應(yīng)用，雖然促進(jìn)了站內(nèi)數(shù)據(jù)的共享和優(yōu)化，但基于本地信息構(gòu)建的保護(hù)控制系統(tǒng)已不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的可靠性和安全性要求，表現(xiàn)出整定計(jì)算困難、動(dòng)作速度慢、失配情況普遍、甚至發(fā)生誤動(dòng)等問題，已成為電網(wǎng)安全的薄弱環(huán)節(jié)。因此有必要以系統(tǒng)性思想來重構(gòu)電網(wǎng)整體的保護(hù)與控制系統(tǒng)，建立一種廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，提高廣域電網(wǎng)的供電可靠性和安全性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種層次化保護(hù)系統(tǒng)，包括由就地間隔保護(hù)、站域保護(hù)和廣域保護(hù)構(gòu)成的三層次繼電保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以就地間隔保護(hù)為主體、站域保護(hù)與廣域保護(hù)為補(bǔ)充的繼電器保護(hù)框架。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種面向區(qū)域電網(wǎng)的層次化保護(hù)控制系統(tǒng)，它包括就地級(jí)保護(hù)裝置、站域保護(hù)控制系統(tǒng)和廣域保護(hù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)智能變電站的共享信息，對(duì)區(qū)域電網(wǎng)實(shí)施繼電保護(hù)與控制。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種電力系統(tǒng)廣域保護(hù)與控制系統(tǒng)，其包含一個(gè)保護(hù)控制主站，若干保護(hù)控制子站、就地采集控制設(shè)備及通訊網(wǎng)關(guān)設(shè)備。解決現(xiàn)有保護(hù)與控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全過程協(xié)同優(yōu)化控制的問題。
[0006]但是以上專利在廣域網(wǎng)保護(hù)原理架構(gòu)上仍然沿用了以往傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的原理架構(gòu)，不同層次間保護(hù)動(dòng)作行為存在相互依賴性，未能良好解決整定困難、動(dòng)作速度慢、現(xiàn)場(chǎng)失配可能導(dǎo)致的誤動(dòng)等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廣域電網(wǎng)的層次化保護(hù)與控制，使站內(nèi)保護(hù)控制與廣域保護(hù)控制形成系統(tǒng)化配合，實(shí)現(xiàn)快速可靠切除電網(wǎng)故障和恢復(fù)供電。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0009]—種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，包括:互相通信的采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元；
[0010]所述采集控制層單元包括用于采集并傳輸變電站內(nèi)一次設(shè)備模擬量和開關(guān)量信息的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；用于采集并傳輸遠(yuǎn)方變電站設(shè)備模擬量信息和開關(guān)量信息的站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；以及基于本地信息構(gòu)建的站內(nèi)就地化保護(hù)控制設(shè)備;
[0011]所述網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元包括站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備共三層保護(hù);所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以元件為中心的站內(nèi)一次設(shè)備或站間線路的差動(dòng)保護(hù);所述站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以開關(guān)為中心的站內(nèi)電網(wǎng)范圍內(nèi)的差動(dòng)保護(hù);所述站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以開關(guān)為中心的站間區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)的差動(dòng)保護(hù)。
[0012]進(jìn)一步地，還包括:區(qū)域控制層單元;所述區(qū)域控制層單元與采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元分別通信；
[0013]所述區(qū)域控制層單元包括區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全協(xié)同控制和自愈設(shè)備，該設(shè)備基于廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全的協(xié)同控制和自愈。
[0014]更進(jìn)一步地，所述站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備包括但不限于變電站合并單元和智能終端;站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備采集變電站內(nèi)設(shè)備的模擬量信息和開關(guān)量信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后將所述信息輸出給站內(nèi)就地化保護(hù)控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元中需要該信息的設(shè)備；
[0015]或者將所述信息輸出給站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元和區(qū)域控制層單元中需要該信息的設(shè)備。
[0016]進(jìn)一步地，所述站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備同時(shí)接收站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元發(fā)出的控制命令，或者同時(shí)接收站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元和區(qū)域控制層單元發(fā)出的控制命令，通過開出繼電器接點(diǎn)方式對(duì)變電站內(nèi)的一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行控制。
[0017]進(jìn)一步地，所述站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的采集和控制設(shè)備包括但不限于變電站合并單元和智能終端;站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的采集和控制設(shè)備采集遠(yuǎn)方變電站設(shè)備模擬量信息和開關(guān)量信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后將所述信息輸出給網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元或者區(qū)域控制層單元中需要該信息的設(shè)備；
[0018]所述站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的采集和控制設(shè)備同時(shí)向系統(tǒng)內(nèi)其他遠(yuǎn)方變電站的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備發(fā)出控制命令。
[0019]進(jìn)一步地，所述站內(nèi)就地化保護(hù)設(shè)備包括基于本地信息構(gòu)建的就地化的本體保護(hù)設(shè)備、電壓電流保護(hù)設(shè)備、距離保護(hù)設(shè)備和備自投設(shè)備;所述站內(nèi)就地化保護(hù)設(shè)備按保護(hù)對(duì)象配置，就地化布置在保護(hù)對(duì)象周側(cè)，或者直接將功能合并實(shí)現(xiàn)在變電站合并單元和智能終端中。
[0020]進(jìn)一步地，所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備設(shè)置在變電站主控室內(nèi)，站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以元件為中心，針對(duì)站內(nèi)一次設(shè)備或站間線路的差動(dòng)保護(hù)，僅動(dòng)作于站內(nèi)跳閘控制，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中起主保護(hù)作用。
[0021]進(jìn)一步地，所述站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以站內(nèi)開關(guān)為中心，基于站內(nèi)的同步信息進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)整合運(yùn)算和邏輯判別，完成站內(nèi)某個(gè)電網(wǎng)區(qū)域范圍的差動(dòng)保護(hù)，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中作為站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。
[0022]進(jìn)一步地，所述站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以站間開關(guān)為中心，基于站間的同步信息進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)整合運(yùn)算和邏輯判別，完成站間某個(gè)電網(wǎng)區(qū)域范圍的差動(dòng)保護(hù)，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中作為站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)和站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備的后備保護(hù)。
[0023]進(jìn)一步地，所述區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全協(xié)同控制和自愈設(shè)備，包括但不限于區(qū)域電網(wǎng)緊急控制設(shè)備、區(qū)域電網(wǎng)供電自愈控制設(shè)備、輔助決策支撐服務(wù)設(shè)備和可視化運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備;上述設(shè)備能夠基于廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息按照預(yù)設(shè)原理方案直接對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)的一次設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化判別和控制，或者為運(yùn)維人員提供相應(yīng)運(yùn)行工況和決策支撐服務(wù)。
[0024]進(jìn)一步地，還包括:通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備:用于實(shí)現(xiàn)采集控制層單元、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元和區(qū)域控制層單元之間的數(shù)據(jù)傳輸；同步時(shí)鐘設(shè)備:用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的時(shí)間同步以及數(shù)據(jù)同步。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]采用本發(fā)明所述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廣域電網(wǎng)的層次化保護(hù)與控制，使站內(nèi)保護(hù)控制與廣域保護(hù)控制形成系統(tǒng)化配合，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)供電及確保供電可靠性。
[0027]本發(fā)明以系統(tǒng)性思想來重構(gòu)電網(wǎng)整體的保護(hù)與控制系統(tǒng)，利用智能變電站技術(shù)共享的原始數(shù)據(jù)源重新進(jìn)行了廣域保護(hù)系統(tǒng)的原理構(gòu)建，全面采用差動(dòng)原理優(yōu)勢(shì)消除不同層次間保護(hù)動(dòng)作行為的相互依賴性，并且保護(hù)定值和保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定配合簡(jiǎn)單、不存在失配問題;站內(nèi)快速差動(dòng)瞬時(shí)最小范圍切除故障、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)和站間延時(shí)差動(dòng)作為后備能夠不依賴其它保護(hù)的動(dòng)作行為在短時(shí)間內(nèi)將主保護(hù)動(dòng)作失效影響范圍控制到最小。
[0028]由于本廣域保護(hù)主要以差動(dòng)保護(hù)原理為基礎(chǔ)，所以適用性強(qiáng)、沒有應(yīng)用范圍和區(qū)域限制。
【附圖說明】
[0029]圖1為廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0030]圖2為廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)圖；
[0031]圖3為廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的配置方案與傳統(tǒng)方案對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0033]本發(fā)明基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)是在智能站分層分布式保護(hù)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了外延和擴(kuò)展，整體仍符合分層分布式的特點(diǎn)。包括:互相通信的采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元;采集控制層單元包括用于采集并傳輸變電站內(nèi)一次設(shè)備模擬量和開關(guān)量信息的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備;用于采集并傳輸遠(yuǎn)方變電站設(shè)備模擬量信息和開關(guān)量信息的站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；以及基于本地信息構(gòu)建的站內(nèi)就地化保護(hù)控制設(shè)備；
[0034]網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元包括站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備共三層保護(hù);所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以元件為中心的站內(nèi)一次設(shè)備或站間線路的差動(dòng)保護(hù);所述站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以開關(guān)為中心的站內(nèi)電網(wǎng)范圍內(nèi)的差動(dòng)保護(hù);所述站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以開關(guān)為中心的站間區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)的差動(dòng)保護(hù)。
[0035]作為一種實(shí)施方式，在上述基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還可以增加區(qū)域控制層單元；區(qū)域控制層單元與采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元分別通信；區(qū)域控制層單元包括區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全協(xié)同控制和自愈設(shè)備，該設(shè)備基于廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全的協(xié)同控制和自愈。
[0036]廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息包括:廣域電網(wǎng)控制范圍內(nèi)相關(guān)一次設(shè)備的電壓電流等模擬量信息、各種開關(guān)接點(diǎn)的位置等開關(guān)量信息，以及相關(guān)二次智能設(shè)備的判別動(dòng)作信息，甚至相關(guān)環(huán)境、安防消防、在線監(jiān)測(cè)等輔助監(jiān)控設(shè)備提供的輔助監(jiān)控的采集和控制信息，這些廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息也可以被形象地稱為廣域電網(wǎng)全景信息。
[0037]圖1和圖2給出了一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】，整個(gè)系統(tǒng)由站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、站內(nèi)本地保護(hù)與控制設(shè)備、站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、區(qū)域電網(wǎng)協(xié)同控制和自愈設(shè)備、以及通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備、同步時(shí)鐘設(shè)備等構(gòu)成，各個(gè)設(shè)備內(nèi)功能允許根據(jù)情況進(jìn)行組合或分拆配置。
[0038]站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)米集和控制設(shè)備，負(fù)責(zé)米集變電站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的模擬量、開關(guān)量信息，并根據(jù)需要轉(zhuǎn)換成符合IEC61850規(guī)范的SV或GOOSE信息、或其他有利于廣域電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息，并將集到的數(shù)據(jù)信息直傳或通過通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備輸出給系統(tǒng)內(nèi)需要該信息的其它保護(hù)控制設(shè)備、站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備。站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備同時(shí)接收系統(tǒng)內(nèi)保護(hù)控制設(shè)備、站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備以GOOSE形式發(fā)出的控制命令，通過開出繼電器接點(diǎn)方式對(duì)站內(nèi)的一次、二次設(shè)備進(jìn)行控制。其功能包括但不限于當(dāng)前智能變電站中的合并單元、智能終端功能。
[0039]站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備，負(fù)責(zé)采集遠(yuǎn)方變電站相關(guān)設(shè)備的模擬量、開關(guān)量信息，被采集信息符合IEC61850規(guī)范的SV或GOOSE信息、或其他有利于廣域電網(wǎng)保護(hù)控制系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息規(guī)范，并將集到的數(shù)據(jù)信息直傳或通過通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備輸出給系統(tǒng)內(nèi)其它保護(hù)控制設(shè)備。站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備同時(shí)向系統(tǒng)內(nèi)遠(yuǎn)方變電站的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備以GOOSE形式發(fā)出的控制命令，遠(yuǎn)方變電站的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備通過開出繼電器接點(diǎn)方式對(duì)遠(yuǎn)方變電站的一次、二次設(shè)備進(jìn)行控制。其功能包括但不限于當(dāng)前智能變電站中的合并單元、智能終端功能。
[0040]站內(nèi)本地保護(hù)與控制設(shè)備，基于本地信息構(gòu)建，負(fù)責(zé)完成就地化本體保護(hù)、電壓電流保護(hù)、距離保護(hù)、備自投等保護(hù)與控制功能的設(shè)備，一般以就地安裝為主，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中起基礎(chǔ)后備保護(hù)作用。
[0041]站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備，負(fù)責(zé)完成站內(nèi)一次設(shè)備和站間線路的差動(dòng)保護(hù)，比如完成站內(nèi)變壓器元件、母線元件的差動(dòng)保護(hù)功能等，站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備設(shè)置在變電站主控室內(nèi)，站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以元件為中心，針對(duì)站內(nèi)一次設(shè)備或站間線路的差動(dòng)保護(hù)，僅動(dòng)作于站內(nèi)跳閘控制，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中起主保護(hù)作用。站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備既可采用目前已有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，也可按照站內(nèi)集中式保護(hù)裝置部署實(shí)現(xiàn)。
[0042]站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以站內(nèi)開關(guān)為中心，基于站內(nèi)的同步信息進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)整合運(yùn)算和邏輯判別，完成站內(nèi)某個(gè)電網(wǎng)區(qū)域范圍的差動(dòng)保護(hù)，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中作為站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)，作用相當(dāng)于傳統(tǒng)保護(hù)體系中的階段式保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)，但本系統(tǒng)所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)，兩者動(dòng)作行為之間沒有相互依賴性。
[0043]站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以站間開關(guān)為中心，基于站間的同步信息進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)整合運(yùn)算和邏輯判別，完成站間某個(gè)電網(wǎng)區(qū)域范圍的差動(dòng)保護(hù)，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中作為站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)和站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備的后備保護(hù)，作用相當(dāng)于傳統(tǒng)保護(hù)體系中的階段式保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)，但該部分目前在傳統(tǒng)保護(hù)體系中由于各保護(hù)動(dòng)作行為存在依賴性和時(shí)間匹配過長(zhǎng)等因素而失去有效實(shí)施方案，而本系統(tǒng)所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)、站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)，三者動(dòng)作行為之間沒有相互依賴性。
[0044]進(jìn)一步地，站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備是在站內(nèi)變壓器元件、母線元件的快速差動(dòng)保護(hù)范圍之外，按照覆蓋全站所有電壓等級(jí)母線的一個(gè)封閉區(qū)域邊界上所有開關(guān)配置短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)，作為全站范圍內(nèi)一次設(shè)備故障的短延時(shí)后備保護(hù)。站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備是在多個(gè)變電站構(gòu)成的某個(gè)廣域電網(wǎng)范圍內(nèi)，按照覆蓋全區(qū)域所有電壓等級(jí)母線的一個(gè)封閉區(qū)域邊界上所有開關(guān)配置短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)，作為全區(qū)域范圍內(nèi)一次設(shè)備故障的延時(shí)后備保護(hù)。
[0045]區(qū)域電網(wǎng)協(xié)同控制和自愈設(shè)備，基于廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全協(xié)同控制和自愈等功能，包括但不限于區(qū)域緊急控制設(shè)備、區(qū)域自愈控制設(shè)備、輔助支撐服務(wù)設(shè)備和可視化運(yùn)維監(jiān)控設(shè)備等。
[0046]通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中前述采集和控制設(shè)備、保護(hù)與控制設(shè)備、區(qū)域電網(wǎng)協(xié)同控制和自愈設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸功能。
[0047]同步時(shí)鐘設(shè)備，負(fù)責(zé)同步整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的世界時(shí)間一致，并輔助各采集和控制設(shè)備、保護(hù)與控制設(shè)備、區(qū)域電網(wǎng)協(xié)同控制和自愈設(shè)備完成數(shù)據(jù)同步控制，但各智能設(shè)備的數(shù)據(jù)同步控制不必須依賴于同步時(shí)鐘設(shè)備。
[0048]圖3為廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)的配置方案與傳統(tǒng)方案對(duì)比圖；通過該圖能夠看到，本發(fā)明所采用的保護(hù)方案配置實(shí)現(xiàn)功能能夠完全覆蓋傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)原理的方案配置，全面滿足傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)原理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的各種保護(hù)控制功能。
[0049]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，包括:互相通信的采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元； 所述采集控制層單元包括用于采集并傳輸變電站內(nèi)一次設(shè)備模擬量和開關(guān)量信息的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；用于采集并傳輸遠(yuǎn)方變電站設(shè)備模擬量信息和開關(guān)量信息的站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備；以及基于本地信息構(gòu)建的站內(nèi)就地化保護(hù)控制設(shè)備； 所述網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元包括站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備、站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備共三層保護(hù);所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以元件為中心的站內(nèi)一次設(shè)備或站間線路的差動(dòng)保護(hù);所述站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以開關(guān)為中心的站內(nèi)電網(wǎng)范圍內(nèi)的差動(dòng)保護(hù);所述站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備基于接收的采集控制層單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)以開關(guān)為中心的站間區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)的差動(dòng)保護(hù)。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，還包括:區(qū)域控制層單元;所述區(qū)域控制層單元與采集控制層單元和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元分別通信； 所述區(qū)域控制層單元包括區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全協(xié)同控制和自愈設(shè)備，該設(shè)備基于廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全的協(xié)同控制和自愈。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備包括但不限于變電站合并單元和智能終端;站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備采集變電站內(nèi)設(shè)備的模擬量信息和開關(guān)量信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后將所述信息輸出給站內(nèi)就地化保護(hù)控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元中需要該信息的設(shè)備； 或者將所述信息輸出給站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元和區(qū)域控制層單元中需要該信息的設(shè)備。4.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備同時(shí)接收站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元發(fā)出的控制命令，或者同時(shí)接收站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元和區(qū)域控制層單元發(fā)出的控制命令，通過開出繼電器接點(diǎn)方式對(duì)變電站內(nèi)的一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行控制。5.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的采集和控制設(shè)備包括但不限于變電站合并單元和智能終端;站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的采集和控制設(shè)備采集遠(yuǎn)方變電站設(shè)備模擬量信息和開關(guān)量信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后將所述信息輸出給網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元或者區(qū)域控制層單元中需要該信息的設(shè)備； 所述站間遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的采集和控制設(shè)備同時(shí)向系統(tǒng)內(nèi)其他遠(yuǎn)方變電站的站內(nèi)本地?cái)?shù)據(jù)采集和控制設(shè)備發(fā)出控制命令。6.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述站內(nèi)就地化保護(hù)設(shè)備包括基于本地信息構(gòu)建的就地化的本體保護(hù)設(shè)備、電壓電流保護(hù)設(shè)備、距離保護(hù)設(shè)備和備自投設(shè)備;所述站內(nèi)就地化保護(hù)設(shè)備按保護(hù)對(duì)象配置，就地化布置在保護(hù)對(duì)象周側(cè)，或者直接將功能合并實(shí)現(xiàn)在變電站合并單元和智能終端中。7.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備設(shè)置在變電站主控室內(nèi)，站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以元件為中心，針對(duì)站內(nèi)一次設(shè)備或站間線路的差動(dòng)保護(hù)，僅動(dòng)作于站內(nèi)跳閘控制，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中起主保護(hù)作用。8.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以站內(nèi)開關(guān)為中心，基于站內(nèi)的同步信息進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)整合運(yùn)算和邏輯判別，完成站內(nèi)某個(gè)電網(wǎng)區(qū)域范圍的差動(dòng)保護(hù)，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中作為站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)； 所述站間延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備以站間開關(guān)為中心，基于站間的同步信息進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)整合運(yùn)算和邏輯判別，完成站間某個(gè)電網(wǎng)區(qū)域范圍的差動(dòng)保護(hù)，在整個(gè)廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)中作為站內(nèi)快速差動(dòng)保護(hù)和站內(nèi)短延時(shí)差動(dòng)保護(hù)設(shè)備的后備保護(hù)。9.如權(quán)利要求2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，所述區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行安全協(xié)同控制和自愈設(shè)備，包括但不限于區(qū)域電網(wǎng)緊急控制裝置、區(qū)域電網(wǎng)供電自愈控制裝置、輔助決策支撐服務(wù)裝置和可視化運(yùn)維監(jiān)控裝置;上述設(shè)備能夠基于廣域電網(wǎng)全數(shù)據(jù)信息按照預(yù)設(shè)原理方案直接對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)的一次設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化判別和控制，或者為運(yùn)維人員提供相應(yīng)運(yùn)行工況和決策支撐服務(wù)。10.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于廣域電網(wǎng)層次化保護(hù)與控制系統(tǒng)，其特征是，還包括:通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備:用于實(shí)現(xiàn)采集控制層單元、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)層單元和區(qū)域控制層單元之間的數(shù)據(jù)傳輸;同步時(shí)鐘設(shè)備:用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的時(shí)間同步以及數(shù)據(jù)同步。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK106059085SQ201610538572
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】盧澤光, 劉建, 李偉碩, 葉澤亮, 張志強(qiáng), 祝成, 臧海洋, 張小虎
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司, 山東魯能智能技術(shù)有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司