基于间隔层保护装置的站域保护方案研究

摘要

随着我国大规模新能源的接入和交直流混合超/特高压互联大电网的发展，以及能源互联网概念的提出，仅利用本地信息的三段式传统保护模式逐渐显露出其固有的弊端，通过引入多信息来改善和提高传统保护的性能，已成为当前研究的热点。本文在研究传统保护体系的基础上，提出了基于间隔层保护设备的站域保护构成模式，利用保护设备上传的保护逻辑信号，实现基于逻辑判断的站域保护方案，最后以浙江嘉兴沈荡实际工程为依托仿真实现并测试了站域保护功能。
　　以传统保护体系为基础，提出了一种站域保护构成模式，将现有间隔保护装置输出的保护逻辑信号和开关状态信号按照IEC61850标准，通过GOOSE网络上传至站域主机，再由站域主机根据各保护设备的保护动作信号对站内故障进行快速、准确识别，最终通过GOOSE网络向智能终端下达跳闸指令，完成站域保护功能。该保护模式对现有智能变电站标准具有良好的适应性，也符合现场运行维护人员的需求，还可在站域主机故障或通信系统中断等极端情况下，完成向现有保护系统的自然蜕化。
　　利用间隔层保护设备上传的保护动作信息，提出了一种基于逻辑判断的站域保护方案，包括变压器保护逻辑、高压母线保护逻辑、中压母线保护逻辑和低压母线保护逻辑。各保护逻辑使用被保护元件两侧的保护动作信号进行故障识别，使用被保护元件的远后备保护动作信号对故障判断结果进行校核，消除个别保护元件误动作对故障判断结果的影响。各保护逻辑之间互不依赖，可分别单独执行，满足实际工程的测试和检修需求。
　　以浙江嘉兴沈荡片区实际工程为依托，首先在RTDS仿真平台中搭建了电网系统模型，并利用CBuilder开发并配置相应的间隔保护模块和站域保护模块，然后对本文所提站域保护方案进行了不同故障点、不同故障类型的实时仿真测试，测试结果表明，所提方案能够准确识别站内故障，并在站外发生故障时可靠不误动。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．1．1 传统继电保护系统的缺陷

1．1．2 复杂电网提出的更高要求

1．1．3 技术发展与政策的支持

1．2 国内外研究现状

1．2．1 站域保护方案研究现状

1．2．2 站域保护示范应用现状

1．3 论文主要工作

第2章 站域保护系统架构方案

2．1 基于间隔保护装置的站域保护构成模式

2．2 站域保护的自然蜕化边界

2．2．1 信息延时

2．2．2 信息缺失

2．3 站域保护与广域保护的协调配合

2．4 小结

第3章 基于逻辑判断的站域保护方案

3．1 站域保护功能配置

3．1．1 传统站内保护功能配置

3．1．2 站域保护功能配置

3．2 站域保护具体逻辑

3．2．1 变压器保护逻辑

3．2．2 高压母线保护逻辑

3．2．3 中压母线保护逻辑

3．2．4 低压母线保护逻辑

3．3 故障案例分析

3．3．1 变压器故障分析

3．3．2 高压母线故障分析

3．3．3 中压母线故障分析

3．3．4 低压母线故障分析

3．4 本章小结

第4章 站域保护功能仿真测试

4．1 系统模型及测试环境

4．1．1 系统概述

4．1．2 系统模型

4．1．3 测试环境

4．2 站域保护实现

4．3 站域保护功能测试

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢