摘要：随着大范围停电事故的频发以及智能电网技术的发展，基于广域多点信息的广域继电保护成为热点研究问题。基于对广域继电保护技术发展前景与工程实用化要求的分析，论述一种蜂窝式分区域集中决策有限广域继电保护系统，并重点研究了基于通信信息优化的保护分区原则和方法，以及符合保护配合要求的保护跳闸策略。
关键词：智能电网；有限广域；继电保护；跳闸策略
前言
随着时代的发展以及社会的进步，我国的社会生产、生活对电力资源的依赖性逐渐提高。在这样的背景之下，需要电力部门进一步扩大电网规模，并加强对电网运行结构的优化改变。目前，我国的智能电网获得了长足发展，并由此构建起高效、安全的电力运行系统。基于此，论述了智能电网的有限广域继电保护分区与跳闸完善策略。
1分区域集中决策的保护系统
1.1系统概述
一般而言，为了进一步促进电力系统继电保护水平以及有限信息利用效率的提升，需要相关单位以及人员加强对广域继电保护系统的建立。目前，我国的电力部门加强了对有限广域信息网络的建立，由此实现了对生产、生活用电安全的保障。在这一过程中，分区域集中决策保护系统起到了至关重要的作用[1]。一般而言，分区域集中决策保护系统由多个以变电站为核心的有限区域组成。基于此，该系统在运行的过程中能够实现对各种测量以及设备运行信息的采集，并对各类数据进行分析、整理，最终实现对区域元件故障的及时发现，并有针对性地进行相关策略的制订。随着相关策略传输到系统的子站之后，其能依据自身的实际运行状况形成后备保护系统，进而实现了故障的解决。总体而言，该类系统在运行的过程中能实现对电力系统信息的高效运用，并由此促进了系统保护性能的有效发挥。不仅如此，随着我国电网建设事业的不断发展以及建设区域规模的扩大，分区域决策保护系统获得了长足发展，并促进了电力系统的有效发展。
1.2介绍系统的环节
在广域继电保护系统中，要保障这种系统的性能就要利用通信系统，它能够在保护中起着约束的作用，在范围中起着控制的作用。广域电网信息系统的建立，能够对一些故障发生的元件进行定位，能够有效的保护后备出现的问题。为了研究一些连锁的跳闸的现象，主要在一些故障信息上进行分析和计算，特别是系统在构成中出现的电流差动保护问题、对信息的采集问题等。根据这些原理，利用分布式的保护结构实现系统化与逻辑化的改造。在相量测量单位与广域测量系统在不断发展下，随着数字化变电站系统的不断发展变化，在信息传输过程中所有的信息都形成了整体性的数字体系[2]。
2保护分区与电网图论分析
中心站、子站的选取与有限广域半径图论作为分析复杂工程的有力工具已在电力系统相关领域有广泛应用，应用于有限广域系统能够为系统实现保护分区与保护区动作范围选择等决策时提供理论依据与数学描述。中心站、子站的选取。将被保护电网按照拓扑疏密程度粗略区分成若干拓扑局部密集的区域电网。利用电网的图论描述，考查局部区域的邻接矩阵及相关推算，优先选取相邻节点多、路径关联密集的变电站作为中心站。当电网拓扑较简单时，一种快速确定中心站的思路是：选取电压等级相对较高的重要变电站，因为这类变电站往往就是这个局部电网的联络线集合点；同时按照局部区域的邻接矩阵及相关运算与约定的有限广域半径，就可以搜寻到属于辐射范围的子站。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3有限广域继电保护跳闸策略
3.1识别故障模式
对已经失效的元件进行处理主要是进行的后备保护，对一些故障元件以及已经失效的元件进行处理是针对跳闸问题来解决的。为了保护一些区域的故障问题，就要将一些元件的故障减少，从而防止继电系统的停电现象。根据后备系统中的一些要求，后备中的各个子站都是通过故障的模式识别来筛选的。如果故障出现在子站的外部，特别是针对一些线路故障来说，有限广域系统中的子站就会根据临街矩阵，将相邻的两种故障子站作为后备站，例如图1中如果子站2与4出现线路故障，临近的后备站为2和4[3]。如果故障出现在子站的内部，特别是一些母线的故障问题，有限广域系统就会对子站进行处理，将一些故障元件作为近后备站，其它相邻的子后备站，如果故障出现在子站的内边界，在处理上与内外故障相同，在子站内边界故障时，要控制多方子站形成保护的后备站；如果故障出现在子站的外边界，在有限区域内，就要选择的相邻的子站作为保护后备站。如图1中，如果子站7出现故障，这期间就会将4和8作为远后备站。
3.2系统运行流程
（1）中心站有限广域集中决策模块感知故障并判断出故障元件，根据故障元件所处位置识别故障模式。（2）中心站集中决策模块根据故障模式选择合适的子站以实现后备保护策略，即时发送后备保护指令给相应子站（包括中心站）。后备保护指令包括近后备指令与远后备指令。（3）子站判断若满足后备保护启动条件，则自动根据本站运行方式、接线方式形成后备动作策略。同时监控故障元件主保护动作与断路器状态：若满足动作条件，则后备保护正确动作出口；若满足返回条件，则自动解除命令，恢复正常运行状态并反馈给中心站。
3.3变电站不同的跳闸策略
由于变电站中有不同的主接线，所以选择的跳闸策略也就不同。如果断路器的保护动作出现失灵的现象，损失的经济现象较小，远后备保护发生的动作现象造成的经济损失相对较大。根据智能电网有限广域系统中跳闸的实际策略，如果子站中没有安装失灵系统的保护装置，当断路器出现这种现象时，远后备保护在切除范围与时间上就会缩小；如果子站中安装了失灵系统的保护装置，根据广域信息就能判断出断路器在失灵保护中的可靠性。根据故障模式以及后备保护在指令中出现的跳闸策略，对于单母线的接线模式来说，在近后备指令上，作为一级的断路器元件，在跳闸期间就要采用智能失灵保护。在远后备指令上，在本站断路器上就要进行故障元件与本站线路的连接。对于双母线模式来说，它是变电站中主要的接线模式，在实行中比较复杂。对于半断路器的接电方式，如果断路器在连线期间发生失灵的现象，断路器在母线上都会发生跳闸现象。
3.4保护分区原则与方法
在进行有限广域继电保护分区作业的过程中，需要作业人员从中心站开始进行相关操作，并依据网络拓扑辐射关系进行相关操作。此外，在实际操作过程中，作业人员还需要依据地理形势、“尽量平均分配”的原则进行具体操作，进而形成不规则蜂窝式的网络结构。由于电站的决策模块在实际的运行过程中能够对不同电压等级的网络进行故障判别，因此，作业人员在实际的操作过程中需要在同电压等级环网下进行动作决策。此外，在实际操作过程中，如果保护范围涵盖被保护的广域电网，则需要确保所有元件存在确定的所属有限广域系统时，结束保护分区流程。
总结
电网这种规模的不断扩大和复杂的建立，虽然已经实现了智能化电网的建立，但一些继电保护系统还需要改进。为了使全网在适应方式上保障工程的运用要求，就要建立分区域决策的有限广域继电保护系统，从而实现保护分区跳闸策略的相关技术。
参考文献：
[1]徐遐龄，李勇，徐友平，奚江惠.区域互联大电网运行控制技术研究[J].电力科学与技术学报.2016（04）
[2]沈健，宋斌，张道农，檀永，侯明国，张敏，何永君.智能变电站测控与同步相量测量集成装置研制[J].电力科学与技术学报.2016（03）
[3]谷松林.基于广域保护系统的距离后备保护整定方案[J].电力系统保护与控制.2016（01）
论文作者:贾武轩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：故障论文; 系统论文; 电网论文; 元件论文; 变电站论文; 区域论文; 策略论文; 《电力设备》2017年第25期论文;