基于IEC61850的智能变电站站域保护研究.pdf

西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。,在年解密后适用本授权书;,使用本授权书。(√”)??张黔泽日期:加J蟑朋J2日指导老师签名:日期:阳7r、(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:1)提出了基于光纤以太网技术和IEC61850标准的智能变电站站域保护系统通信方案。首先分别对SV报文信息、GOOSE报文信息和MMS报文信息的承载信息及传输机制作了分析,明确了IEC61850标准中对站域保护系统的通信要求。对本变电站内数据通信和站间数据通信两方面展开了深入研究。基于IEC61850标准,建立了站域保护系统的分层抽象通信模型,扩展了新的站域保护逻辑节点PSIF和数据。2)搭建了220KV智能变电站站域保护的配置方案图。针对传统变电站继电保护配置方案的不足,研究了采用“直采直跳”双重化的主保护加“网采网跳”统一的站域后备保护配置方案。以220KV智能变电站为例,搭建了站域保护的配置方案图,实现了全站信息的共享,简化了后备保护配置结构。3)研究了智能变电站站域保护的跳闸策略,并搭建了站域保护仿真模型。深入研究了电流差动原理在智能变电站站域保护中的应用,阐述了差动区的划分方法和保护算法,给出了站域保护实现的跳闸策略。在PSCAD环境下进行了基于电流差动原理的站域保护仿真,分别对正常运行、边界差动区外故障和变电站内部故障等状态进行仿真,通过仿真分析,验证了理论分析的正确性,该原理能够对系统故障元件进行精确定位。4)引入了成功流(goaloriented,GO)法对智能变电站站域保护系统的可靠性进行评估。阐述了GO法的基本原理、分析过程和运算方法,搭建了智能变电站站域保护系统中关键的变压器保护GO模型,运用概率公式算法对变压器保护可靠性进行定量计算,结果验证了提出的采用双重冗余的并联配置能够有效地增强系统的可靠性。基于可靠性概率公式,采用单一变量法作出各个元件的灵敏度分析曲线,确定元件重要度优先级排序,总结了提高系统可靠性的有利措施。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作糍:黔泽日期:加I书目}2日万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要智能电网的建设是当今电力领域变革的重要方向,是未来电力系统发展的主要趋势。作为电网系统的重要组成部分,变电站的数字化和智能化一直是国内外研究的热点,随着计算机技术、网络通信技术、微电子技术等一系列新兴技术的进步,特别是变电站自动化领域最为完善的通信标准一IEC61850的颁布和实施,变电站数字化和智能化的发展开启了新的时代。智能变电站实现了全站信息的共享,其运行需要更加先进的继电保护系统作为保障,.基于信息共享的站域后备保护是未来智能变电站建设的方向之一,也是本文研究的重点。本文主要研究工作如下:研究了新一代的变电站网络通信体系川C61850。作为变电站自动化系统唯一国际标准,IEC61850将变电站通信体系分为过程层、间隔层和站控层。基于此标准,设计了智能变电站站域保护系统结构图,并给出了系统主要功能元件。研究了智能变电站站域保护系统通信方案,分别对本变电站内数据通信和站间数据通信两方面展开了研究,分析了采样值传输方案和层次间数据通信模式。按照IEC61850标准中层层分解的建模方法,建立了站域保护系统通信的抽象模型。基于逻辑节点PDIF,遵循IEC61850-7-4规约标准,扩展了新的站域保护逻辑节点PSIF及其数据。分析了传统变电站继电保护配置方案的不足,研究了采用“直采直跳”双重化的主保护加“网采网跳”统一的站域后备保护配置方案,该方案具有很强的选择性、速动性和可靠性。以220KV变电站为例,搭建了智能变电站站域保护的配置方案图。深入研究了基于电流差动原理的站域保护,阐述了差动区的划分方法和故障定位策略。在PSCAD环境下搭建了基于电流差动原理的站域保护仿真模型,通过仿真分析,验证了理论分析的正确性。本文引入成功流(goaloriented,GO)法并借助数学软件Matlab,对基于智能变电站站域保护系统的可靠性进行了深入研究。基于元件可靠性参数,通过建立智能变电站站域保护系统中典型的变压器