分區域廣域繼電保護的系統結構與故障識別

徐晶冉　徐雯

摘 要：為了實現針對廣域繼電保護 （wide area protection， WAP）脫離理論，走向現實應用，繼而相應的提出了有關廣域繼電保護的相關算法，同時通過類蜂窩結構來實現現實中繼電保護，并應用相關系統結構優化的特點，提出了全新的系統結構，即為將區域電網分布集中進行保護的方式，本文主要針對該方法進行相應的研究及探討。

關鍵詞：電力系統；廣域繼電保護；系統結構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.126

1 廣域后備保護系統結構

1.1 廣域電網的分區域體系

對于廣域繼電保護最為重要的核心部分是，作為保護電網不受其他因素的影響，維持電網工作正常起到十分重要的作用，其可以針對電網中的同步測量信息進行有效的保護，同時通過計算機對眾多的信息進行識別、融合，處理速度較快，通過簡單的邏輯配合來保證整個系統的穩定性，保護效果較為優秀。但其目前也存在一定的問題，包括以下幾點：（1）主保護控制范圍較小，盡管反應速度較快，但是其無法進行良好的預測。（2）保護范圍較小，無法針對全部系統進行有效的維護。（3）相對來說系統適應能力不足，安裝過程中容易出現因安裝不當造成電網的非正常故障的情況出現。（4）以及對于后期系統保護的缺失，切除系統故障單元，保證系統穩定，但對于切除單元后無法持久進行工作，容易導致出現其他元件出現問題。因此對于廣域繼電保護系統來說，將眾多的信息進行融合并不是越多越好，為了實現對于全電網的廣域繼電保護，需要構建合理的區域范圍，從而通過實現對廣域范圍內的信息進行合理的融合，進一步提高繼電保護的能力，對于電力系統來說這不僅是以后發展的方向，也可以滿足現有水平下將大部分廣域繼電保護原理更好的應用到現實中，而對于廣域保護的觀念現如今主要有以下幾點：

①主要針對電網安全性能，提升“第一道防線”整體安全性，同時可以體現出其承擔的任務有一定的限制。這種限制，一般情況下是針對電網的初層保護，這樣可以有效地起到開始保護作用。

②對于廣域繼電保護決策中心來說，只需要靠近故障點，通過靈敏度較高的保護信息進行相應的故障解決，但是一旦保護系統匯集了全網所有的信息，將會造成無法及時提取出相應游泳的信息，造成提取困難。

③在整個廣域繼電保護系統的發展歷史中，同時分區域去實現對于整體電網的保護，對于電網建設來說是必然的結果，有效的分區域將保證整體合理性。

因此，通過以上幾點，對于廣域保護的概念來說，整體電網當中應當是無盲區的，針對將全電網劃分處相應的、相對獨立的區域進行相對保護，形成整個廣域繼電保護系統，類似蜂窩式，可更好的在全電網范圍內進行相應的保護，從而做的數據即為相互關聯又為相互獨立，保護范圍相互較差，臨近區域可以相互交換信息，從而幫助解決相應的問題，將整個復雜的電網劃分成相對簡單的區域，從而進行故障的解決。這些方法能夠很好地應用到整體技術中，實現局域全網連接。

2 廣域繼電保護分布集中式系統結構

對于將全電網劃分成區域的形式必然會對廣域繼電保護系統的結構產生一定的影響，而對于常規分布式以及集中式的系統結構來說，它們有著自身的優點，也存在著一定的缺點，因此本文主要提供一種應對分區域形式的廣域繼電保護系統結構，將分布式以及集中式相結合的方式，通過對各變電站各間隔的IED進行分布式信息采集以及控制的方式，通過將整個變電站的信息集中處理，而對于處理的單元則采用分布模式，即信息集中處理，實施分單元處理的模式，將分布式與集中式相結合，提取它們的有點，同時符合現如今電網的劃區域分布結構，為電網的安全穩定提供了一定的保障，這種保障是建立在可持續利用和發展的基礎上的。

作為以變電站C為信息處理中心，即該變電站作為系統主站。除去采集本站相關的信息以外，還將對區域內的眾多信息進行相應的決策，而除主站以外的在該區域電網內的變電站成為子站。子站則主要配合主站的工作，利用廣域多信息構成的系統用于進行后備保護工作，同時結合相關處理單元協助主站進行相應的問題處理，而在協助的同時也可以充當備用主保護進行投入，從而實現分區域多層次的系統保護結構。相對以往的系統來說，其保護范圍更大，決策能力更強，決策能力能夠幫助其進行下一步的分析。

3 構建系統的關鍵技術

3.1 通信系統

對于如何實施廣域繼電保護系統最為核心的是通信手段，通過優秀的通信手段保障廣域繼電保護系統的運作正常，而現如今隨著科學技術的發展，光纖通信的普及應用以及IEC 61850的數字化變電站的使用，通過將全站變電站事件（genericobject oriented substation events GOOSE）模式的使用，將廣域繼電保護系統推向新的高度，而光纖環網的迅速發展也給廣域繼電保護系統奠定了必要的基礎。同時針對沒有鋪設光纖通信的地方實行縱聯保護，從而保證整個系統的正常運行。

3.2 對于系統中出現的故障進行識別及解決的方案。

盡管，通過劃分區域的方式，同時實行廣域繼電保護的方法對電網進行整體保護，但過程中還是會出現相應的問題，而如何解決這些問題是至關重要的。相比傳統的保護方式，考慮到傳統主保護方法，其本身具有較好的優點，同時動作反應較快，選擇性較為明確，同時承擔較為重要的責任，因此在本文中主要的保護方式即為常規保護方式，同時通過廣域多信息的融合技術實現后備保障制度，采用多種不同的原理對系統進行有效的保護，結合相應的智能算法，進行保護。

4 結束語

現在，針對后備保護情況下出現的一系列問題，本文主要提供廣域信息繼電保護系統，通過對全網穩定性、適應性的結合，將電網的安全進行全面的保護，從而繼續研究分析廣域繼電保護系統的結構以及算法。

參考文獻：

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