智能电网的有限广域继电保护分区与跳闸

周彪 姚雄

（许继电气股份有限公司 河南省许昌市 461000）

1 分区集中决策的保护系统

1.1 系统总体概述

图1 为有限广域在继电保护方面的单个系统内部结构。在设计建设一个我国能够涵盖广域中全部变电站，在继电保护方面的系统时，会涉及到同广域中的继电信息网络展开直接性交换。以此在保证充分释放有限的技术信息时，能够强化广域在电力系统方面的继电保护能力，这也会成为我国未来在广域智能方面对电力保护的发展方向。对有限区间的广域电网实际信息进行广泛应用，会直接波及到我国电网在安全保护方面的体系结构，若是能够以有限区域电网为基础，通过集中手段来保护决策数据体系管理结构，便能够更好地适合有限广域在实际划分之后，呈现出来的规模化电网的保护局面，与此同时，以区域局部为基础的集中化具有分布特点的电网终端，自然也会为我国电网在未来安全发展过程中的稳定性与计算分析奠定了重要基础。

在基于区域集中进行决策的有限网络广域电网系统中，广域综合电网被广泛看作唯一是基于多个有限网络区域的整体组合。在每个有限供电区域内，每个子变电站都被称为供电广域在有限系统方面的单体中心站，除了系统中心站，别的变电站通常也被叫做子变电站。每个区域的变电所都要负责全面收集好自己站内有关iied 远程检测出来的数据信息及本站相关变电设备运行状态监测信息，变电所只与本站所在区域供电中心站远程通信，使其可以选择接受别的站子发来的远程控制请求。与此同时，所有的变电中心站都一定要配备好有限广域在应急决策方面进行集中式管理的模块，这个模块主要工作内容为：基于实时收集到的有限广域里面有关大型变电站的全部故障信息，及时且准确的对变电故障做出判断，掌握发生分量，及时制定应急行动实施策略，并向各区域变电站人员发出应急指令。当后备接收到准确安全指令之后，所有区域的变电所，一定要结合自己在后备运行方面的保护手段与主接线保护手段，以此构建出健全的后备式安全保护网络。通过应用多样化广域定位数据，其主要目的在于，能够优化后备在继电方面的保护作用，处理好因系统整合后配合不契合的难题。除此之外，全面发挥多样化广域数据信息，还可以不断改进系统主继电保护后备性能水平，并且对于部分无法完全配置上双重自动化式主继电方面的后备保护系统，一旦发现此主继电没有及时被检修或者产生相关故障，可以选择应用具备绝对选择性和操作高速性广域信息在继电保护方面的元件，以此用于故障被动，此外，加大对主继电的保护投入，也不失为一种有效性故障有效处理手段。因后备控制方面的网络涉及范围持续增加，以局部集中为基础的这些用于后备网络决策的单元点，在很大程度上可以帮其快速制定计划并实现自动执行，因此能够快速、具体、有效的处理好故障问题。

1.2 创建系统的关键点

图1：单个有限广域继电保护系统结构

这个系统所采用需实时收集广域电网在差动方面的信息量比较有限，不过其在很大程度上，已经可以完全满足现阶段以广域高压方面的电流保护差动为基础。新式广域电流在继电保护方面的差动算法在实际应用中的切实需要，研究了以冗余智能化数据信息为基础，对故障处理进行决策的冗余智能化在信息保护方面的处理算法，和以冗余信息在智能融合方面的处理手段为基础，充分发挥区域信息在集中后的强化性算法性能，因此大大强化了系统在不良数据方面的抗干扰水平与容错方面的水平，而这也成为了本次研究的关键点。

2 保护分区与电网图论分析

2.1 中心站、子站的选择以及有限广域半径

众所周知，图论分析是用于分析复杂化电力工程的一种有效性工具，也正是因为它在复杂化电力工程方面所展现的独特优势，才使得其在广域电力方面的系统技术中获得了非常广泛的使用，将其投入到有限广域在电力系统方面，其可以帮助电力系统完成一个保护区的分区和其他保护区的分区在有限范围内的选择等，并在决策的必要时候为其提供必要的基本理论。

2.1.1 体育中心站、子公园站的编号选取

根据电网拓扑密集化的程度，将其所受到的保护区域电网大致可以划分为如下：多样化区域保护式电网与拓扑密集保护式电网。本文着力研究有关电网方面图论节点分析，还深入探究了电网在局部输电方面的邻接矩阵和网络相关性的计算，选择了一些具有多个电网密集输电方式与周边输电节点方式，直接相关的大型变电站节点作为电网中心站。网络在拓扑方面的系统结构处于简单状态时，在快速明确供电中心站方面的关键思路为：第一挑选所有网络中电压变化级别最高的关键性变电站，主要因为这个关键性变电站通常为我国在局部供电方面的关键联络路径或汇集点，并且依据局部区域周边输电节点与密集输电节点和有限差分法确定中心站广域半径的相关操作和协议，分站所属辐射范围。

2.1.2 明确有限广域的半径

有限广域的半径R，简单来说为以中心站为起始点，延伸至最远处变电站在逻辑方面的最短路径，这个逻辑路径代表着这两个变电站间的直接连接距离。明确半径R 时：

（1）可以以通信信息为基础，优化相关区域并做好划分，以此明确半径R 的实际意义。其中优化是为了：完成对故障的准确性识别与明确故障信息范围、类型以及其相关要求，与此同时还可以达成容错技术在信息冗余方面的切实需要，确保这个系统在实际运行中的效率，在信息维度方面的实际要求，确保区域与跨区范围内在信息交换方面的质量需要。通常描述如下：在RSN，n=1 的时候，是处于变电所的集中模式下，这个时候进行分区是比较简单的，且变电所属权力非常明确，在N22 的时候，是处于区域调度的中心模式下，这个时候进行分区是比较繁琐化的，不过变电所在选择标准与结论方面是最为常见的。

（2）可以结合保护合作方面的具体要求展开区域划分。进行远程方面的后备保护时，会涉及到应用故障元件周边元件做出保护动作来达到后备保护，基于中心站的核心作用，使得在R=2 区域里面的电气信息能够当成中心站在远程方面的后备保护力量。所以我们可以结合现阶段在通信方面的能力与预期系统来把握R。而为了方便讨论，要更为全面化的反映好现阶段工况环境下的分区过程。所以暂时将R<2 摆在有限广域在分区方面的标准，若R ≤2 的时候，会阻碍系统规模、信息维数，以此保障好通信性能，结合实际研究结果来看，在R ≤2 的情况下，便能够契合故障测距与信息冗余切实需要。

2.2 保护分区的原则和手段

（1）起始点定位预选中心站，基于网络拓扑在辐射方面的关系，根据结合已有区域半径（且r<2），就是挑选中心站周边子站与相邻子站当成有限广域方面的子站，这个中心站与分站便能够集中构建出有限广域方面的独立系统。

（2）基于已经完成划分并形成固定式有限广域在网络边界结构出发，在未来新划分的广域网络中再次重新选择一个中心网络站点并进行外部网络搜索，以此构建出一个涵盖与其他有限广域方面的网络系统。此外科学规划控制物体在辐射方面的分布半径，能够有效保证每个辐射单元间都有一个清晰的辐射体系，并根据正确地理辐射位置和辐射均分布规律，构建出不规则式蜂窝状网络结构。

（3）处于周边有限广域方面的网络系统中的子站，也被称之为边界子站。这个边界子站中的数据信息能够被反馈至其被管控的全部中心站，之后全部的中心站都能够对其展开调控，若此中存在两个中心站基于输电线路而有所连接，那么他们则将彼此视为自己的边界子站。

（4）若中心站处于搜索状态的时候，发现其中重叠子站所显示的逻辑路径有所不同的时候，则可以判定这个子站隶属逻辑路径中的短系统管控，为此我们可以挑选其中子站发挥边界子站的效用。若这个子站同周边子站在逻辑路径方面保持一致，那么我们可以挑选逻辑路径比较短的那个子站发挥边界子站效用。

（5）网络主站在故障决策方面的分析模块:这个模块可以把处于多样化网络电压在各个等级中出现的主站故障展开分析与辨别，这个模块可以忽略主站处于跨变压器里面的组合，并且当处于同种电压各等级环境下，也能够基于不同动作展开决策，并且在实际划分的时候，能够发现发电厂在处理手段方面提供变电站保持一致。

（6）若分区在保护元件方面的范围还涵盖到了受分区保护的各个广域在水力方面的电网，并且这些保护元件都能够满足在广域电网之中的时候，这个保护范围的分区会自动结束。从根本上来说，这个新电网的建设为持续性建设与快速推进的过程。不过处于生态工程方面的技术应用环境下，就需要对自然保护区建设进行深入探讨。应综合考虑到系统在总体方面的规划、调度、实际运行管理手段、保护以及通信等各个层面的整体设计与运行过程中人员对各个部分的针对性应用要求。

2.3 以图论在有限广域方面为基础展开电网的拓扑辨识

简单来说，这个拓扑分析为繁琐化多连通性质的一种分析过程，此过程主要包含了：网络在拓扑方面的分析、站点在拓扑方面的分析。本文重点以图论在有限广域方面为基础展开电网的拓扑辨识，以此达到保护分区的作用，尤其在电网结构发生较大变化时，甚至当电网结构(大范围)处于不规则变化状态时出现的极端性灾害，会对原有保护网络带来较为严重性的损害。为此我们可以基于对上述技术手段的讨论，在有限广域方面的电网展开快速建构，以此实现对电网的应急保护。为了简化分析，图论在基本元素与电力系统方面的实际概念是:顶点映射作为连通性变电站，边映射站之间的连接关系用输电线两端的断路器组合点线表示。边缘存在的条件是有一条传输线，两端断路器闭合。

3 有限广域系统跳闸策略

故障模式的准确辨识：

从根本上来说，对后备故障方面的保护，也可以说是对系统故障在元件方面的处理，例如：对跳闸停电故障进行的处理，主要是依据系统故障在保护元件以及别的保护元件在实际活动中反馈回来的信息，缩小了由故障保护元件在系统规定工作区域内活动引起的跳闸停电影响范围的后备保护元件动作处理。

故障模式准确辨识有三个主要的协同过程：

模式1。当故障发生于一对一分站情况或中心站情况下，例如：出现线路故障。这个时候可以通过有限广域在系统方面的数据中心站展开数据处理。之后结合系统周边矩阵，可以挑选同故障子站在元素分量上比较相似的子后备站分别作为近或远后备站，选择与近后备的子站（作为故障元素分量的下一个）元素相邻的子后备站分别作为远或近后备站。

模式2。故障范围发生在线路边界外的变电站（变压站内外）。处理过程与保护模式1 和处理模式2 相似，只是由于边界保护变电站内的后备故障保护属于连续多个有限制的区域保护，一旦设备的外部设备出现故障的时候，若外部故障在控制单元方面的设置处于有限广域里面的时候，则可以选择与外部故障控制单元位置相邻的子后备站分别作为近或子后备站，选择与近或子后备站位置相邻的子后备站分别作为远或近后备站，相反方向的远后备站由边界子站所属的其他中心站确定。当电站发生故障时，处理方法类似。

4 结束语

综上所述，随着电网的不断扩大和不断的复杂化，我国在智能电网方面也开始了强化建设，尤其在电力系统方面的继电保护手段方面尤为重视，希望其后备保护方面的设备可以具备优质适应能力。为此本文将工程对其的实际应用情况与实际适应状况想结合，力求建设出一个能够实现分区，且集中区域做好决策的一种有限广域方面的继电保护系统，之后再展开其在保护分区方面与跳闸方面的可行性技术手段。