一种在多个变电站之间实现广域保护系统的方法

摘要

在多个变电站之间实现广域保护系统的方法，以SDH环网或专用光纤作为通讯媒介，采用IEEE1588同步方法实现各变电站电气量的同步采样，采用IEC61850通讯规约实现主站与各变电站之间的数据交互，并在采用差动保护实现传统线路主保护和母差保护的基础上，用跨元件的差动保护实现传统后备保护、失灵保护；以SDH网络或专用光纤实现被保护区域内各个变电站与主站之间的物理连接，SDH网络带宽按照流过该网络的数据流量保持一定的裕度；本发明提供了一种在多个变电站之间实现广域保护的方法，该方法依存于现有的通讯技术、网络技术以及数字化变电站技术，实现了针对多个变电站同一电压等级的母线、线路的主保护与后备保护。

说明书

技术领域

本发明属于电力系统中继电保护领域，特别是电力系统广域保护的实现方法。

背景技术

广域保护是依赖于电力系统多点信息,对故障进行快速、可靠、精确切除,同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响,并采取相应控制措施的新型保护。近年来，国内外专家学者针对广域保护作了大量的研究与实践，提出了大量建设性的系统实现方法和保护策略。然而，由于受制于计算机和通讯技术，这些研究或实践所采用的系统信息一般都是非实时采样信息，因而只能从后备保护的角度来考虑。随着数字化变电站的逐步推广、通信技术的飞速发展以及电力光纤通信网的推广应用，现阶段已经具备了建设基于实时采样信息的广域保护的物质条件。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在多个变电站之间实现广域保护系统的方法。该系统以SDH环网（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系网络，将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络）或专用光纤作为通讯媒介，采用IEEE 1588同步技术实现各变电站电气量的同步采样，采用IEC 61850通讯规约实现主站与各变电站之间的数据交互。该系统在采用差动保护实现传统线路主保护和母差保护的基础上，用跨元件的差动保护实现传统后备保护、失灵保护等功能。该方法可广泛使用于不同保护范围的广域保护系统。

本发明通过以下技术方案实现的：一种在多个变电站之间实现广域保护系统的方法；该方法以SDH环网或专用光纤作为通讯媒介，采用IEEE 1588同步方法（网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准）实现各变电站电气量的同步采样，采用IEC 61850通讯规约实现主站与各变电站之间的数据交互。该系统在采用差动保护实现传统线路主保护和母差保护的基础上，用跨元件的差动保护实现传统后备保护、失灵保护等功能。该方法可广泛使用于不同保护范围的广域保护系统。该方法的实现步骤，其特征在于：还包括以下步骤：

(1).以SDH网络或专用光纤实现被保护区域内各个变电站与主站之间的物理连接，SDH网络带宽按照流过该网络的数据流量保持一定的裕度；

(2).采用支持1588通讯的交换机，实现变电站内、变电站与主站之间各设备的网络连接；

(3).采用IEEE 1588同步方法，实现各变电站之间电气量的同步采样；

(4).采用IEC 61850通讯规约将各变电站的电气量传送给主站；

(5). 主站对各变电站的电气量进行预处理，包括报文解析、数据重采样等；

(6). 主站通过各变电站被保护区域的拓扑结构，自动生成适用于主保护与后备保护的差动组合，其中主保护的差动组合由通过电网元件直接相连的CT组成，后备保护的差动组合由与跨区域内电网元件直接相连的CT组成；

(7).根据主保护与后备保护的差动组合与同步之后的各变电站的电气量，进行保护动作判断，若满足动作条件，则向对应的各变电站的ICU发送动作命令，并记录下故障时刻整个系统的故障波形与动作行为；

(8).记录系统运行过程中的各种事件顺序记录（SOE），并通过后台管理程序进行记录与现实。

本发明的优点和有益效果为：本发明提供了一种在多个变电站之间实现广域保护的方法，该方法依存于现有的通讯技术、网络技术以及数字化变电站技术，实现了针对多个变电站同一电压等级的母线、线路的主保护与后备保护，并且提供了一个统一的站间实时数据处理平台，为功能方面的进一步扩展提供了基础。

附图说明

图1为广域保护系统实现示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种在多个变电站之间实现广域保护系统的方法。该方法以SDH环网或专用光纤作为通讯媒介，采用IEEE 1588同步技术实现各变电站电气量的同步采样，采用IEC 61850通讯规约实现主站与各变电站之间的数据交互。该方法在采用差动保护实现传统线路主保护和母差保护的基础上，用跨元件的差动保护实现传统后备保护、失灵保护等功能。该方法可广泛使用于不同保护范围的广域保护系统。该方法的实现步骤，还包括以下步骤：

(1).以SDH网络或专用光纤实现被保护区域内各个变电站与主站之间的物理连接，SDH网络带宽按照流过该网络的数据流量保持一定的裕度；即带宽留有余量保证数据流；

(2).采用支持1588通讯的交换机，实现变电站内、变电站与主站之间各设备的网络连接；

(3).采用IEEE 1588同步方法，实现各变电站之间电气量的同步采样；

(4).采用IEC 61850通讯规约将各变电站的电气量传送给主站；

(5).实现电气量的预处理，包括报文解析、数据重采样等。

(6).通过被保护区域的拓扑结构，自动生成适用于主保护与后备保护的差动组合。

(7).根据差动组合与同步之后的电气量，进行保护动作判断，若满足动作条件，则向对应的ICU发送动作命令，并记录下故障时刻整个系统的故障波形与动作行为。

(8).记录系统运行过程中的各种SOE，并通过后台管理程序进行记录与现实。

所述的差动组合是指采用差动保护实现传统线路主保护和母差保护的基础上，用跨元件的差动保护实现传统后备保护。

差动组合的保护可以参见本申请人的同时申请内容：采用差动保护实现广域保护中后备保护的方法，包括采用跨元件的差动保护实现传统的后备保护；广域保护主要采用按断路器配置保护的方法，当被保护区域发生故障时，逐一考虑每一个断路器的动作行为；在差动组合中，逐一考虑各个断路器、自身除外，发生死区或失灵故障时保护的扩展，为该断路器与电流互感器的一个后备差动保护区，获取所有的断路器与电流互感器作为后备保护时的所有差动组合，每个采样间隔对得到的母线差动区和线路差动区的差动保护组合给出的信号进行动作行为判断，若满足差动保护的动作条件，跳开该断路器与电流互感器处断路器，跨元件切除系统故障。

所述的差动组合是在差动保护中用于差流计算的CT的组合。例如传统的线路差动保护中差动组合即由线路两端的两组CT组成，单母线母线差动保护中差动组合由连接于该母线的所有CT组成。

其中IEEE 1588同步方法是在电力系统中有一个主、从时钟，主时钟通过周期性的向网络中发送一个包含时间信息的信息包，从时钟收到后，进行时钟偏移测量和延迟测量，利用偏移量来修正从时钟的本地时钟，利用延迟量来解决线路延迟量的影响。

而IEC 61850 是当前电力系统中对变电站自动化的要求而提出的一种通用的通信方式来实现的规约或协议。IEC61850提出了一种公共的通信标准,对设备进行规范化。