基于IEC61850标准的分布式母线保护关键技术的研究

摘要

母线保护对于电网稳定至关重要。传统的母线保护为集中式母线保护。以一次设备智能化、二次设备网络化为主要特征的数字化变电站技术成为未来发展的趋势。目前,基于IEC61850的变电站数字化正在电力系统大力推进,按照其IEC61850的标准。要求变电站结构为分层分布式结构(变电站层、间隔层、过程层)。这样,分布式母线差动保护正好迎合了IEC61850的标准和规范,而且IEC61850的技术规范为分布式母差保护提供了很好的技术支撑。
　　 目前,分布式母线保护还处于研究和试运行阶段。技术上还不是很成熟,尤其是在一些常规的集中式母线保护不需涉及的技术方面体现得更加明显。
　　 本文在研究了分布式母线保护整体解决方案的基础上,重点对以下几个方面的关键技术进行了分析和研究。一是关于分布式母线保护的建模。本文研究了IEC61850的相关概念,阐述了分布式母线保护设备在IEC61850标准下建模的一般步骤,并建立了分布式母线保护的IED设备模型。二是重点研究了分布式母线保护在变电站过程层的采样值同步新技术,包括基于FPGA技术的合并单元同步技术、插值法同步的实现,以及基于IEEE1588的时间同步技术。三是重点研究了分布式母线保护的GOOSE传送和实现。本文通过分析面向通用对象的变电站事件模型,提出了分布式母线保护的GOOSE信息传输实现方案。
　　 通过搭建基于IEC61850标准的一致性测试系统,对本文所建的分布式母线保护的模型进行了验证,证明所建立的模型是符合IEC61850标准的。通过搭建RTDS仿真试验环境,对分布是母线保护的各种静态及动态动作特性进行了测试,证明了包括采样同步及GOOSE跳闸命令在内的各项技术整体上满足标准要求。