一种电网广域保护系统的制作方法

本发明属于电网安全技术领域，涉及电网运行过程中的故障切除及安全稳定运行技术，具体涉及一种电网广域保护系统。

背景技术：

广域保护可定义为以电力系统多点的信息，对故障进行快速、可靠、准确地切除。同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响，并采取相应的控制措施，这种同时实现继电保护和自动控制功能的系统称为广域保护系统。它在电网保护控制中是基本定位于常规保护和scada/ems之间的系统保护控制手段，国际大电网会议将广域保护的功能和控制手段进行了定义，其动作时间范围在100ms～100s之间，如图1所示。

虽然广域保护的定义明确，给出了广域保护方案的目标，但没有明确的量化标准，难以形成指导意见和具体解决方案。尤其是在面对实际问题时，如何设计切实有效的广域保护方案，仍然是每个具体场景的挑战，不同的设计者设计出的结果也千差万别。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明针对电网在广域范围内提出了一种电网广域保护方案。

依据本发明的一个方面，提供一种电网广域保护系统，其特征在于，包括区域主站单元、广域控制中心和隔离控制单元；

所述区域主站单元包括区域控制中心、区域通信网络和采集器，

所述采集器用于获取区域主站内的电网设备状态及控制参数，

所述区域通信网络与各采集器相连接，并与所述区域控制中心相连接，用于将所述采集器获取的信息实时传输至所述区域控制中心。

作为本发明可选方案的一种，所述区域通信网络位高速数据网络，用于实现采集器与区域控制中心数据高速传输。

作为本发明可选方案的一种，所述区域控制中心与广域控制中心通信连接，所述连接通道为光纤。

作为本发明可选方案的一种，所述区域控制中心与广域控制中心的通信通道包括高速时钟同步通道，用于同步广域控制中心和各区域控制中心执行单元的时钟。

作为本发明可选方案的一种，所述广域控制中心包括后备保护控制单元，所述后备保护控制单元存储有各区域主站在所述广域电网中的拓扑位，以及电网拓扑关系中，其余拓扑位区域中断时的供电拓扑链路。

作为本发明可选方案的一种，所述供电拓扑链路包括不少于三条，并依据切换时长编号排序，所述链路切换时链路选择优先级与所述排序一致。

作为本发明可选方案的一种，所述广域保护中心包括紧急控制单元，所述紧急控制单元预设有紧急控制策略，所述紧急控制策略启动条件为预防策略失效。

作为本发明可选方案的一种，所述广域保护中心包括预防策略，所述预防策略通过分析各区域主站在同步时钟下的实时设备状态信息，做出包括切机、切负荷、电网重构中一种或多种操作。

本发明所提供的一种电网广域保护系统，以电力系统多点的信息，对故障进行快速、可靠、准确地切除。同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响，并采取相应的控制措施，这种同时实现继电保护和自动控制功能的系统称为广域保护系统。它在电网保护控制中是基本定位于常规保护和scada/ems之间的系统保护控制手段，国际大电网会议将广域保护的功能和控制手段进行了定义，其动作时间范围在100ms～100s之间。提高供电可靠性及可再生能源消纳能力。

附图说明

图1为各保护系统对应的相应时间关系图；

图2为本发明一实施例的广域保护系统电网地理接线图；

图3为本发明一实施例的广域保护系统光纤地理接线图。

具体实施方式

以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

如图1、图2及图3所示，本发明一可选实施例中，提供了一种电网广域保护系统，包括区域主站单元、广域控制中心和隔离控制单元；所述区域主站单元包括区域控制中心、区域通信网络和采集器，所述采集器用于获取区域主站内的电网设备状态及控制参数，所述区域通信网络与各采集器相连接，并与所述区域控制中心相连接，用于将所述采集器获取的信息实时传输至所述区域控制中心。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述区域通信网络位高速数据网络，用于实现采集器与区域控制中心数据高速传输。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述区域控制中心与广域控制中心通信连接，所述连接通道为光纤。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述区域控制中心与广域控制中心的通信通道包括高速时钟同步通道，用于同步广域控制中心和各区域控制中心执行单元的时钟。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述广域控制中心包括后备保护控制单元，所述后备保护控制单元存储有各区域主站在所述广域电网中的拓扑位，以及电网拓扑关系中，其余拓扑位区域中断时的供电拓扑链路。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述供电拓扑链路包括不少于三条，并依据切换时长编号排序，所述链路切换时链路选择优先级与所述排序一致。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述广域保护中心包括紧急控制单元，所述紧急控制单元预设有紧急控制策略，所述紧急控制策略启动条件为预防策略失效。

作为本发明可选实施例方案的一种，所述广域保护中心包括预防策略，所述预防策略通过分析各区域主站在同步时钟下的实时设备状态信息，做出包括切机、切负荷、电网重构中一种或多种操作。

借助通信系统，广域保护系统可以获得电力系统多点的信息，可以快速、可靠、准确地切除故障。同时根据故障切除前后电网潮流分布和拓扑结构变化的情况，判断切除故障可能对系统安全稳定运行产生的影响，有选择地采取切机、切负荷、电网重构等预防性措施来对频率和电压进行控制，使系统从一个运行状态平稳地过渡到另一个稳定运行的状态，不必等待系统参数偏离正常值之后再采取措施。在预防性措施万一不能奏效的情况下，采取协调一致的紧急控制措施，防止发生大规模的联锁跳闸和崩溃。

基于高速数据通讯网络和网络对时同步数据，考虑利用高速数据网络将变电站内的数据共享，实现变电站站域保护控制功能；同时将关联紧密地若干变电站作为一个区域电网，利用高速数据网络将区域内各变电站的数据上送到区域主站，实现区域保护控制功能；将关联紧密的若干区域电网作为一个广域电网，利用高速数据网络将广域电网内各区域主站的数据上送到广域主站，实现广域保护控制功能。

广域电网内的各个区域主站和区域电网所属变电站站域子站通过光纤互联，实现全网时间同步，数据同步，信息共享，构建新型保护控制系统。借助通信系统，主保护拒动或断路器失灵时能根据被保护的电力系统拓扑结构以及故障线路位置，筛选出需作为后备保护动作的保护单元，区域后备保护比传统按间隔配置的后备保护动作时间短并且有更好的选择性，同时也大大简化了整定配合工作。该系统还可以实现区域电网的控制功能，如低频减载、低压减载、备自投等控制功能，区域控制功能是站在区域电网全局的高度来进行控制调度，要比传统的按间隔配置的控制装置更有效，更合理。广域保护系统以快速、可靠、准确地切除故障，同时根据故障切除前后电网潮流分布和拓扑结构变化的情况，判断切除故障可能对系统安全稳定运行产生的影响，有选择地采取切机、切负荷、电网重构等预防性措施来对频率和电压进行控制，使系统从一个运行状态平稳地过渡到另一个稳定运行的状态，不必等待系统参数偏离正常值之后再采取措施。在预防性措施万一不能奏效的情况下，采取协调一致的紧急控制措施，防止发生大规模的联锁跳闸和崩溃。该系统还可以实现广域电网的控制功能，当广域电网出现关系到安全稳定的大扰动时，系统可以实现切机、切负荷、快速减出力等安全稳定控制功能。

以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本实用发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。