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1、智能电网继电保护的探索,西安交通大学 索南加乐,内容提要,背景,我国智能电网的发展 国家电网公司于2009年5月宣布建设中国坚强智能电网的发展战略，智能电网的建设全面展开，新技术、新设备在电力系统内得到广泛应用 2011年起新建110kV及以上变电站全部按照智能变电站标准建设，预计至2015年，新建智能变电站超过8000座，变电容量超过20亿kVA,背景,智能电网的特点 具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能特征 以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展 先进的通信、信息和控制技术的应用，以信息化、自动化、数字化、互动化为特征,背景,智能电网下保护面临的挑战 特高压、远距离输电线路的应用 大规

2、模随机电源的集中接入 直流输电、柔性交流输电技术的广泛应用,背景,传统工频量保护原理存在的问题 复杂的故障暂态过程带来的工频量信号提取问题 工频量保护对被保护元件简化处理与实际系统日趋复杂的矛盾 非线性时变元件的大量应用引起的保护问题,背景,智能电网下保护面临的机遇 电子式互感器的广泛应用 站域信息实时共享 系统信息共享,间隔层保护,电子式互感器特点,参数识别的保护,模型识别的保护,良好的传变特性，能够真实传变电力系统故障暂态过程中的各种频率成分，宽频带 利用电子互感器能真实传变一次信号的特点，可建立一次系统的时域微分方程，构成无需滤波的快速保护算法,电子式互感器的特点,基本原理 通过列写被保

3、护元件复杂模型网络的时域微分方程，求解元件参数，构成保护判据,参数识别的保护,RLC串联电路的参数识别：,特点 可以求解复杂模型参数 故障暂态信息满足时域微分方程，无需滤波 保护判据是两个常数之间的比较，动作速度快,参数识别的保护,研究进展 参数识别的的故障定位及距离保护 参数识别的变压器保护 参数识别的母线保护 参数识别的串补线路保护 参数识别的直流输电线路距离保护,参数识别的保护,基本原理 利用被保护元件内部故障和外部故障模型的差异，将故障的判别转化为模型的识别，根据模型误差判别区内外故障,模型识别的保护,输电线路：区外故障时，等效为电容模型 区内故障时，等效为电感模型,特点 仅需判别模型

4、的性质，无需准确计算模型中的参数 可以快速、灵敏地判别元件内部和外部故障，做到了保护快速性和灵敏性的统一,模型识别的保护,研究进展 模型识别的纵联保护 模型识别的电流差动保护 模型识别的串补线路保护 模型识别的方向元件,模型识别的保护,变电站层保护,利用数据冗余，提高采集信息的可靠性,利用信息共享，提升保护性能,利用信息共享，优化后备保护配置,利用信息共享，实现保护双重化,利用电子式互感器的冗余配置 利用电网拓扑结构的联系,利用数据冗余提高采集信息的可靠性,当母线无故障时，间隔1、2、3电流满足基尔霍夫电流定律，可以相互进行验证,解决信息不完备带来的保护问题 双回线“零序互感”问题 跨线故障问

5、题,利用信息共享提升保护性能,“死区”问题 当故障点位置较远或系统零序阻抗较小时，保护安装处的故障分量电压很小，某些情况下可能为“零”，从而造成故障分量方向元件出现“死区” 利用变压器中性点零序电流计算保护安装处的零序电压，解决故障分量电压为“零”的问题,利用信息共享提升保护性能,集中式后备保护与分布式后备保护并列运行,利用信息共享优化后备保护配置,保护的分布实现与集中判别 利用并联电抗器信息的永久性故障判别,利用站域信息共享，实现母线保护和断路器失灵保护双重化配置,利用信息共享实现保护双重化,系统保护,后备保护在线整定,快速后备保护,基于振荡中心识别的振荡闭锁元件,实时跟踪系统运行方式，在线

6、整定各单元后备保护的定值 根据系统实时运行方式，实时计算当前运行方式下的分支系数与短路电流，使各保护的灵敏度保持在最佳状态。改变按照最大运行方式整定后备保护带来的灵敏性不足等问题,后备保护在线整定,缩短后备保护的动作时间，提高后备保护的性能 利用系统信息共享，实现故障点快速定位，依次确定后备保护的动作时间，实现后备保护的快速动作,快速后备保护,目前距离保护在故障后都无条件投入振荡闭锁元件 通过系统信息共享，确定振荡中心位置，仅投入振荡中心所在线路的振荡闭锁元件，能够改善距离保护在系统振荡过程中的性能,通过确定振荡中心位置，避免距离保护无条件投入振荡闭锁,基于振荡中心识别的振荡闭锁元件,从继电保护的观点来看，电子式互感器的应用和信息共享是智能电网的基本