智能配电网广域保护研究

1、 智能配电网广域保护系统研究课题中期检查汇报汇报人：赵乔指导老师：王增平教授课题进展情况汇报课题研究情况汇报1.构建智能配电网广域保护系统2.研究在线实时配电网拓扑分析3.研究配电网站域保护方案4.配电网在线自愈控制的构思针对智能配电网提出了一套配电网广域保护方案，该方案可以可靠地完成故障区段定位、故障隔离和自愈控制的任务，可以应对灵活多变的配电网运行方式。输电网与配电网的广域保护系统比较课题进展情况汇报配电网广域保护系统的构成模式（课题研究对象）基本网架结构：闭环设计开环运行单电源辐射型网络课题进展情况汇报配电网广域保护系统的构成模式（课题研究对象）基本网架结构：闭环设计开环运行单电源辐射型

2、网络变电站出口处开关配置可以开断大电流的断路器（重合器）（S1，S2）馈线上分段开关为不具有开断电流能力的负荷开关（1A，1B，1C，2A，2B）常开型联络开关亦不具有开断短路电流能力（L）课题进展情况汇报配电网广域保护系统的构成模式（课题研究对象）基本网架结构：闭环设计开环运行单电源辐射型网络变电站出口处开关配置可以开断大电流的断路器（重合器）（S1，S2）馈线上分段开关为不具有开断电流能力的负荷开关（1A，1B，1C，2A，2B）常开型联络开关亦不具有开断短路电流能力（L）所有开关位置处都配有可以监控开关状态的智能终端设备，本文统称之为智能电子设备IED（intelligent elect

3、ronic device,IED）TTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTU课题进展情况汇报基于分层分布的设计思想，将智能配电网广域控制系统从空间维度上分为三个层次，分别为终端层、站域控制层和区域控制层（主站）。各层级之间通过光纤网络形成闭式通信环网。课题进展情况汇报区域控制层：设置于配电网调度控制中心中的配电管理系统（DMS）中，根据智能终端上传的开关开断情况完成配网运行方式识别（拓扑分析）及配电网自愈控制决策。站域控制层：设置于配网中的各中压变电站中，是整个配电网广域保护系统中的核心环节，完成与本地测量层和主站层之间信息的交互，主要用于收集各IED上传的信息，在配网发生故障后完成故障

4、区段定位与故障区段隔离分析。本地测量层：由设置在各开关位置处的IED组成，监视和控制开关的开断，对故障信息进行初步处理（判断是否流过故障电流，输出逻辑判断结果）课题进展情况汇报智能配电网的广域保护配电网正常运行时区域控制层根据各现场智能终端（IED）上传的开关开断信息完成配电网的拓扑分析，明确各变电站的供电区域，并向各变电站站域控制系统传送供电区域网络拓扑矩阵（G）。提出一种改进的联接矩阵染色法进行配电网的拓扑分析。以开关作为节点，各个子供电区域为边，形成网络联接矩阵。课题进展情况汇报智能配电网的广域保护1. 以开关作为节点，各个子供电区域为边，形成网络联接矩阵。利用改进联接矩阵染色法进行配电

5、网的拓扑分析供电区域首节点开关状态尾节点开关状态运算结果（1,2）111（2,3）111（3,4）111（4,5）100（5,6）010（6,7）111（7,8）111课题进展情况汇报2. 利用联接矩阵染色法对网络拓扑矩阵进行拓扑分析，明确各变电站的供电区域利用改进联接矩阵染色法进行配电网的拓扑分析 1 2 3 4 5 6 7 8 12345678课题进展情况汇报2. 利用联接矩阵染色法对网络拓扑矩阵进行拓扑分析，明确各变电站的供电区域 1 2 3 4 5 6 7 8 12345678变电站1供电区域所含节点：1,2,3,4（1节点为变电站出口断路器）网络描述矩阵变电站2供电区域所含节点：6,

6、7,8（6节点为变电站出口断路器）网络描述矩阵课题进展情况汇报区域控制层完成配电网拓扑分析后向各变电站智能系统发送该变电站供电区域信息，明确其下属节点与供电区域。变电站1供电区域所含节点：1,2,3,4（1节点为变电站出口断路器）课题进展情况汇报当配网中出现故障（永久、相间）时，相应供电区域变电站出口处断路器动作跳开短路电流。变电站出口的IED（TTU）上传断路器跳闸信息至变电站1的站域控制层，站域控制层启动故障区段定位程序。（变电站2站域控制层不会启动，减少了运算量）课题进展情况汇报通过短路电流的IED设备向变电站1智能系统发送短路电流信息（逻辑量）变电站1的站域保护层根据各IED设备的故障

7、信息形成故障信息矩阵F根据一个供电区域内若只流入故障电流，而无故障电流流出即为故障区域的判据确定故障区域（3,4）课题进展情况汇报站域保护完成故障区段定位后，向故障区段两端IED发送跳闸命令完成故障区段隔离。得到指令的IED控制对应的开关完成故障区段隔离后向站域保护发送跳闸成功信号。站域保护层向区域控制层发送故障区段信息和故障隔离信息。区域控制层根据故障区段信息和故障隔离信息进行自愈控制决策，并将决策结果发送至联络开关处IED。联络开关合闸后向故障供电区段站域控制层发送信号，站域控制层控制该供电区域变电站出口处断路器合闸完成供电恢复。课题进展情况汇报供电成功恢复后变电站1站域控制层向区域控制层

8、发送供电恢复成功信号，区域控制层根据开关状态重新进行拓扑分析 1 2 3 4 5 6 7 8 12345678课题进展情况汇报研究过程中的问题与解决方案1.智能配电网的构成模式采用集中式还是分布式更优？ 配电网的保护方案依赖于网架结构及开关配置情况，目前配电网主流的开关配置方案是仅在变电站出口处加装断路器，在不改变一次系统的布局情况下， 采用集中式保护方案，算法更为简单、可靠。课题进展情况汇报2.分布式电源接入后的处理方式？（1）对分布式电源准入容量进行研究（2）考虑放开分布式电源准入容量的配电网广域保护算法研究：闭式网方向比较式纵联保护3.配电网广域保护的地位？主保护与后备保护兼有。下一步研究工作