基于PLC的供配电继电保护优化及监控系统实现

摘要

针对改进和优化传统过电流保护性能缺陷的需求，本文在分析多代理机制的原理、结构和决策过程的基础上，将多代理技术运用到多级继电保护中以提高短路保护的快速反应性。此外，无人值守的供配电系统运行方式的普及需要综合自动化系统的合理配置，本文探讨了应用可靠逻辑的备用电源自动投入及面向特定对象的远动系统终端设计。
　　本文首先在MATLAB仿真环境中构建了一个多级保护模型，分别对传统的电力系统过电流保护和基于多代理技术的过电流保护方案进行了仿真，并阐释了过电流保护策略的优化升级的核心:即将原有的被动式时限等待通过级间联络转化为主动式保护策略沟通。性能分析比较表明多代理技术的使用可以有效地减少后备保护时限过长等弊端。在此基础之上，在电流型多代理过电流保护中增加低压闭锁回路提升后备保护灵敏度指标。其次，自动装置的广泛使用能有效提升供配电系统的自控能力，也是实现无人值守变电站的基础之一，伴随企业供配电系统负荷规模的增加以及对于供电可靠性更高的要求，进行了自适应母联/线路复合备用电源自动投切的分析，并证实了逻辑的正确性及其实用性。
　　在印证了以上策略可行性的前提下，相较于传统串行通信方式，本文阐述了CAN总线技术在中、小型规模厂矿企业通信网络架构中的优势，并结合丰瑞氟业全厂供配电系统实际情况，对于具体项目利用CAN总线实现基于多代理机制的过电流保护及综合自动化保护。即利用贝加莱PLC搭建了基于CAN总线的全厂通信网络并进行了微机型多代理机制继电保护的程序编制并结合硬件系统进行调试;同时，本文利用PLC完成了微机型备用电源自动投切技术，实现了预期功能并完善了综合自动化功能。
　　面向对象的监控网络能够高效、有针对性地管理供配电系统，本文在上位机上利用WinCC工控软件，结合实际工程背景设计了满足工程需求的人机交互监控界面，实现无人值守供配电系统“四遥”功能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 应用背景

1．2 多Agent技术及自动装置的发展和应用

1．2．1 多Agent系统的发展

1．2．2 多代理技术在电力系统中的应用

1．3 自动装置的发展和应用

1．4 本课题主要研究内容

1．5 本章小结

2 基于多代理技术的过电流保护优化

2．1 多代理的基本概念

2．2 基于多代理机制继电保护系统的结构和特点

2．2．1 基于多代理机制的问题解决体系结构及功能流程

2．2．2 基于多代理机制的继电保护系统特点

2．3 基于多代理机制的配电网络继电保护模型及工作流程

2．4 基于多代理机制的过电流保护MATLAB仿真实验设计

2．4．1 传统机制过电流保护原理说明

2．4．2 基于多代理机制的过电流保护的原理说明

2．5 基于多代理机制的带低压闭锁式过电流保护的原理说明

2．6 本章小结

3 自适应型备用电源自动投入逻辑分析

3．1 备用电源自动投入装置必要性及工作流程分析

3．1．1 备用电源自动投入装置必要性

3．1．2 自适应备用电源自动投入工作流程分析

3．2 备用电源自动投入运行逻辑分析

3．2．1 母联备自投动作逻辑分析

3．2．2 线路备自投动作逻辑

3．3 本章小结

4 微机型继电保护优化及备自投的实现

4．1 微机型多代理机制继电保护设计

4．1．1 微机型多代理机制过电流保护对象及系统配置

4．1．2 基于串行及现场总线方式的通信网络性能比较

4．1．3 工程通信网络的构建

4．1．4 基于CAN总线的工程通信网络可行性分析

4．1．5 微机型多代理机制过电流保护设计(过电流式)

4．1．6 微机型多代理机制过电流保护设计(过电流、欠电压复合式)

4．2 微机型自适应备用电源自动投入系统设计

4．2．1 备用电源自动投入相关要求及其在PLC中的实现

4．2．2 微机型母联／线路备自投设计

4．3 本章小结

5 人机交互监控系统设计实现

5．1 人机交互系统变量通道传送设置

5．2 人机交互系统监控界面设计

5．3 本章小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

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