智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定技術(shù)研究

【摘要】：隨著智能電網(wǎng)在我國(guó)國(guó)內(nèi)的進(jìn)一步普及，智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步提高，這對(duì)繼電保護(hù)整定系統(tǒng)提出了更高地要求，整定結(jié)果的快速、準(zhǔn)確、可靠性成為了當(dāng)前智能電網(wǎng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的前提保證。當(dāng)前繼電保護(hù)整定技術(shù)已經(jīng)采用微機(jī)智能化整定技術(shù)代替以往的手工整定技術(shù)，這使得在智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的整定效率以及可靠性得到了大幅度提高，本論文從當(dāng)前智能電網(wǎng)的發(fā)展特點(diǎn)方面對(duì)繼電保護(hù)整定技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)系統(tǒng)性的分析總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；整定系統(tǒng)；可靠性；穩(wěn)定性

1引言

我國(guó)在電氣自動(dòng)化智能技術(shù)方面的研究一直有著較高的投入回報(bào)率，近些年來(lái)，隨著我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷普及，作為我國(guó)國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)系統(tǒng)中先驅(qū)作用的智能電網(wǎng)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著重要的責(zé)任，而智能電網(wǎng)是基于設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，因此，在智能電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中繼電保護(hù)整定技術(shù)擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)系統(tǒng)高效可靠運(yùn)行重任，目前基于智能電網(wǎng)已經(jīng)提出且實(shí)際應(yīng)用的整定技術(shù)有很多，下文針對(duì)當(dāng)前主要智能電網(wǎng)整定技術(shù)進(jìn)行概括分析。

2繼電保護(hù)整定系統(tǒng)

2.1繼電保護(hù)整定技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定技術(shù)大致總體可以劃分為6個(gè)處理層次：繼保整定、定置管理、保護(hù)重構(gòu)；繼保整定系統(tǒng)；引擎、服務(wù)總線，系統(tǒng)管理；EMS/WAMS，數(shù)據(jù)中心；網(wǎng)絡(luò)隔離、認(rèn)證；計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器。

整定系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有效接受來(lái)自總站調(diào)度發(fā)出的信號(hào)指令，并且通過(guò)專用通信組網(wǎng)實(shí)時(shí)傳送到指定設(shè)備上面，與此同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)能量管理系統(tǒng)與WAMS之間的數(shù)據(jù)采集。這使得在同一通信平臺(tái)上面可以集數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)認(rèn)證、數(shù)據(jù)測(cè)控以及閉環(huán)計(jì)算確認(rèn)為一體。

2.2智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在線整定技術(shù)

智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在線整定技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)可以有效應(yīng)用于110kV智能電網(wǎng)組網(wǎng)當(dāng)中，該系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃橹髡净竞妥诱痉终鞠到y(tǒng)，在此，主站起到了系統(tǒng)調(diào)度功能，可以實(shí)時(shí)處理并且分析從前端子站實(shí)時(shí)接收并且發(fā)回的數(shù)據(jù)，并且針對(duì)這些接收數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并且計(jì)算得到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)保護(hù)定值并且發(fā)送回前端子站，通過(guò)前端子站再進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)前端進(jìn)行調(diào)整。

該系統(tǒng)下的軟件部分通常如下圖表示，主要分為四大組成部分：EMS、整定計(jì)算系統(tǒng)、通信通道、保護(hù)裝置。

上面圖示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能也主要分為4個(gè)部分：其一，首先通過(guò)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在線整定系統(tǒng)與EMS實(shí)現(xiàn)對(duì)接，獲取前方子站所收集到的電網(wǎng)圖形、電網(wǎng)模型以及電網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。其二，將接收到的數(shù)據(jù)傳送到整定計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)分時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)并且進(jìn)行整定計(jì)算，分析每個(gè)時(shí)段的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是否異常，并且對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析并且及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，從而為整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。其三，建立電網(wǎng)拓?fù)鋱D形并且保證前端子站與主站信息反饋同步，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的自我修復(fù)調(diào)整能力。最后，根據(jù)得到的調(diào)整之后得到的正確估值后的整定定值下發(fā)到各個(gè)前站，最終實(shí)現(xiàn)在線整定功能。

2.3基于多代理技術(shù)的智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定系統(tǒng)

基于多代理技術(shù)的智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定系統(tǒng)也屬于在線整定系統(tǒng)的范疇，該類整定系統(tǒng)中的所謂代理結(jié)構(gòu)指的是多個(gè)相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元所組成的計(jì)算模型，該代理的作用是用于并聯(lián)連接系統(tǒng)前端硬件以及后臺(tái)軟件之間的高效傳輸，由于它可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)人監(jiān)控狀態(tài)下代理完成人為預(yù)設(shè)的一些參數(shù)數(shù)值，并且可以根據(jù)事實(shí)數(shù)據(jù)變化做出相應(yīng)的反應(yīng)并按照程序內(nèi)的算法進(jìn)行前端數(shù)據(jù)信號(hào)的實(shí)時(shí)調(diào)整，而多個(gè)代理之間的相互結(jié)合形成一整套互相協(xié)調(diào)配合的大型代理系統(tǒng)，從而達(dá)到多個(gè)代理結(jié)構(gòu)單元之間的相互監(jiān)控，從而有效進(jìn)一步減少誤差的出現(xiàn)，這對(duì)于實(shí)際智能電網(wǎng)運(yùn)行中的故障發(fā)生概率有了進(jìn)一步的縮小，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)組網(wǎng)系統(tǒng)有著良好的保護(hù)作用。

我們知道，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析計(jì)算速度決定了系統(tǒng)運(yùn)行的高效性，多代理技術(shù)整定系統(tǒng)通過(guò)協(xié)同多個(gè)獨(dú)立代理小單元分區(qū)計(jì)算處理，各個(gè)代理單元可以獨(dú)立處理前端子站反饋回來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而有效地提高了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)處理的速度，實(shí)現(xiàn)了整定系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)處理以及反映的高效性。

2.4智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算專家系統(tǒng)

關(guān)于智能電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算專家系統(tǒng)的提出，是基于傳統(tǒng)人工處理方式效率低并且誤差率高的前提下提出的，雖然該系統(tǒng)的提出相較于人工處理方式可以提高整定計(jì)算以及定值效率，但是由于該系統(tǒng)極大地依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容有著直接的關(guān)系，這是因?yàn)閷＜蚁到y(tǒng)需要根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定整定計(jì)算中的系數(shù)，但是由于系數(shù)并不是確定的，因此在實(shí)際過(guò)程中還是存在一定的誤差，因此這就對(duì)于最終的整定結(jié)果產(chǎn)生了一定的誤差。

專家系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)通常包括了：知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、過(guò)程推導(dǎo)、整定計(jì)算定值幾個(gè)部分。如下圖3所示：

從上圖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖可以看出該系統(tǒng)很大程度上對(duì)知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容有很大的需求，但是在目前專家整定系統(tǒng)當(dāng)中，已經(jīng)可以使得知識(shí)庫(kù)進(jìn)行不斷儲(chǔ)存、更新、學(xué)習(xí)進(jìn)行補(bǔ)充，保證知識(shí)庫(kù)的完善。這一系統(tǒng)當(dāng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)以及推理機(jī)部分相當(dāng)于上文提及的總站與子站數(shù)據(jù)交流部分以及計(jì)算部分。除此之外，過(guò)程推到部分則是對(duì)整定計(jì)算過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)性概括詮釋的過(guò)程。盡管該系統(tǒng)存在一定的缺陷，但是該繼電保護(hù)專家整定系統(tǒng)充分結(jié)合了只能電網(wǎng)的自身特點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)知識(shí)庫(kù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新修復(fù)從而保證智能電網(wǎng)的穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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