专利名称：基于数字传输网络的goose方式网络化低频减载方法
技术领域：
本发明属于电力工程领域的继电保护自动化领域，具体涉及一种基于数字 传输网络的GOOSE方式网络化低频减载新方法。
背景技术：
在电力系统中，频率是反映电力系统中有功功率供需平衡基本状态的一 项重要质量指标。发电厂容量很大，大型发电厂在系统中所占容量比例很高； 发电区域与用电区域的距离加长，形成各局部电力系统内发电与用电容量严 重不平衡。在此情况下， 一个大型发电厂或一条超高压输电线的切除，将导 致各局部电力系统功率严重失衡，受电地区电力系统功率缺额很大。大机组 对频率质量要求较高，为了保护机组本身， 一些大型汽轮发电机配置频率保 护，运行频率过高或者过低都可能引起大机组保护动作，从而导致破坏系统 频率稳定事故的连锁发生。为了电力系统安全运行，现代电力系统一般采用 低频自动减载功能控制电力系统因功率缺额造成系统频率下降。现有的低频 减载功能一般集成在出线保护装置中，当检测到系统频率降低到整定门槛以 下，在滑差闭锁和低电压闭锁的纠正下，动作切除该条出线，减少系统负荷， 以期满足系统功率平衡，维持系统频率稳定。随着数字化变电站的推广，数 字网络的搭建为网络化实现低频减载功能提供了便利，本发明用一种新颖的 方式，在电力系统功率出现缺额时，依次切除部分负荷，防止系统频率崩溃， 实现低频减载功能。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化低频减载新方法，克服传统低频减载方案无法直接应用到数字化变电站中的缺点。
为完成上述任务，本发明的技术方案是采用一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化低频减载方法，按照设定的跳闸轮次根据频率的变化切除部分出线负荷，维持系统功率平衡。整个低频减载功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成。
进一步，把变电站中参与低频减载的不同对象看作一个整体，由母线测控装置完成频率的采集和主逻辑判断，由分散的相关出线保护装置完成负荷切除。
进一步，母线测控装置中集成频率检测、电压检测、滑差检测和主逻辑判断，输出结果通过网络传输给分散的出线保护装置，驱动相应的断路器跳闸，断开出线断路器，完成负荷切除。
进一步，主逻辑输出结果通过数字网络，以IEC61850标准G00SE信号形式，把结果传输给出线保护装置。
进一步，在间隔层中以集中式的装置或分布于线路保护当中实现；在站控层监控系统中实现。
本发明主逻辑输出结果通过数字网络，以G00SE信息形式，把结果传输给出线保护装置，模拟量的采集采用IEC61850标准SMV服务报文传输。
进一步，所述的本发明能直接应用于以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中。
图1低频减载各功能单元配置原理图；图2低频减载动作逻辑框图3母线PT测控装置中低频减载模块动作框图4出线保护装置中低频减载模块动作框图。
具体实施例方式
以图1所示的低频减载功能配置原理图为例叙述本发明。在母线PT测控装置中完成对频率的测量和主逻辑判断，按照设定的跳闸顺序发出跳闸G00SE命令；出线保护测控装置接收到对应本间隔的跳闸命令后，切除本线路，以期恢复系统频率。
一、 功能配置
如图1所示低频减载各功能单元配置原理，由母线相关的PT测控装置、出线测控装置和以太网构成网络化的低频减载功能系统。
母线PT测控装置中配置低频减载功能模块。检测系统频率，根据图2所示的动作逻辑工作，满足条件发跳闸G00SE命令。
出线1测控装置中配置低频减载功能模块。当出线1检测到跳本线路的G00SE信息后，驱动DL1跳闸，切除出线l所带负荷。
出线n(n二2、 3、 4……)测控装置中配置低频减载功能模块。当出线n检测到跳本线路的G00SE信息后，驱动DLn跳闸，切除出线n所带负荷。
二、 本发明保护的动作行为分析
1、假定第I轮动作频率为49.00Hz，延时O. 15s动作；第II轮动作频率为48. 75Hz，延时0. 15s动作；第III轮动作频率为48. 50Hz，延时0. 15s动作；第IV轮动作频率为48.25Hz，延时O. 15s动作；第V轮动作频率为48. OOHz，延时0. 15s动作。滑差闭锁值为5Hz/s。
当系统功率出现缺额时，将引起系统频率降低，母线PT测控装置检测到系统频率低于49.00Hz，母线电压大于低电压定值且滑差小于5Hz/s时，启动低频减载判别逻辑(图2所示)。系统频率刚刚低于49.00Hz且一直保持不高于49. 50Hz，则经0. 15s延时后，低频减载第I轮动作，输出第I轮出口 GOOSE信息(图3所示)，经数字网络传输至出线1保护测控装置(假定第I轮出口切除出线1)，如果出线1线路电流大于低电流闭锁定值，则驱动DL1跳闸，完成第I轮减载(图4所示)，如果切除出线1后，系统频率返回高于49. 50Hz，则低频减载完成，如果频率没有恢复，继续下降到低于48.75Hz，同第I轮动作过程，输出第II轮出口 GOOSE信息，经数字网络传输至出线2保护测控装置(假定第II轮出口切除出线2)，如果出线2线路电流大于低电流闭锁定值，则驱动DL2跳闸，完成第II轮减载，如果切除出线2后，系统频率返回高于49.50Hz，则低频减载完成，如果频率没有恢复则同理由后面的第III轮、第IV轮、第V轮完成。
2、与传统低频减载方案比较
传统的低频减载方案是在低频减载过程中参与负荷调整的所有出线保护测控装置中都嵌入低频减载模块，由该低频减载模块独立完成本单元频率的测量、母线电压检测、滑差检测，根据测量结果由主逻辑单元判别是否切除本出线负荷，每个独立的低频减载功能模块之间没有联系，在整个低频减载过程中，只是利用低频减载各轮次定值互相配合。本发明采用集中的一套主逻辑单元(集成在母线PT测控装置)，集中完成本变电站频率测量、母线电压检测、滑差检测和主逻辑判别，在低频减载过程中把整个变电站作为一个整体，按照低频减载轮次，统一切除本变电站参与负荷调整的各级出线；由于采用 一套集中主逻辑单元，减少了传统方案中由于各个低频减载模块测量回路不一致带来的误差，提高了保护动作精度。本发明中，模拟量的采集采
用IEC61850标准SMV服务报文，逻辑事件采用G00SE信息形式，可以直接应用与以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中。
权利要求
1、一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化低频减载方法，按照设定的跳闸轮次根据频率的变化切除部分出线负荷，维持系统功率平衡，其特征在于，整个低频减载功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，把变电站中参与低频减载 的不同对象看作一个整体，由母线测控装置完成频率的采集和主逻辑判断， 由分散的相关出线保护装置完成负荷切除。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，母线测控装置中集成频率 检测、电压检测、滑差检测和主逻辑判断，输出结果通过网络传输给分散的 出线保护装置，驱动相应的断路器跳闸，断开出线断路器，完成负荷切除。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，主逻辑输出结果通过数字 网络，以IEC61850标准(变电站通信网络和系统标准)为基础的GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event)信号形式，把结果传输给出线保护装置。
5、 根据权利要求l一4中任一条所述的方法，其特征在于，在间隔层中 以集中式的装置或分布于线路保护当中实现。
6、 根据权利要求l一4中任一条所述的方法，其特征在于，在站控层监 控系统中实现。
7、 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，模拟量的采集采用 IEC61850标准SMV (Sampled Measured Values)服务报文传输。
8、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的本发明能直接应用 于以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的本发明能直接应用于以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中。
全文摘要
本发明涉及一种基于数字传输网络的GOOSE方式网络化低频减载方法，按照设定的跳闸轮次根据频率的变化切除部分出线负荷，整个低频减载功能是由不同保护对象的间隔层装置共同完成，由母线测控单元负责低频逻辑判别，判别结果以GOOSE信号方式通过数字网络传给各出线测控装置(分散执行单元)，由测控单元驱动智能开关跳闸切除负荷完成整个逻辑功能。模拟量的采集采用IEC61850标准SMV服务报文传输给测控装置，判别逻辑结果的传输采用GOOSE通道。整个低频减载功能可以直接应用于以IEC61850为基础建立起来的数字化变电站中。
文档编号H02J3/00GK101459336SQ20081016795
公开日2009年6月17日 申请日期2008年10月20日 优先权日2008年5月19日
发明者张克元, 李海星, 李瑞生, 锐 王, 王政涛 申请人:河南省电力公司;许继电气股份有限公司