下载文档原格式
基于广域信息的继电保护策略广域保护是继电保护研究的新方向，通过对广域保护与传统继电保护的对比研究探讨广域保护的组成，研究分析现有广域保护的算法，探讨其实现方法。
标签：广域保护；广域保护算法；继电保护策略1 概述广域保护是国内外电力领域的一个较为热门的研究内容，同时也是二次保护领域跟踪研究的新课题。
广域信息的引入使得原有保护的判据、边界条件、保护区域发生一定的变化，改进现有电力系统保护控制领域中存在的后备保护延时大、故障切除后引起相邻元件的过负荷等问题。
在智能电网大背景下，随着智能变电站建设的逐步成熟和站域保护在智能变电站得到应用，广域同步测量也不断成熟并推广，这些为提高继电保护的性能以及推进广域保护提供了良好的契机。
2 广域保护与传统继电保护的区别传统继电保护是以电力元件为保护对象，如发电机、变压器、线路、母线、电动机等电气设备。
每一个电力设备的主保护相互独立，通过断路器切除内部故障，故而切断故障保护电力系统中的电力设备。
传统的保护只关心局部的故障设备是否得到隔离，并不关心发生故障的元件被切除之后，剩余非故障的电力系统中潮流瞬间转移到其他设备引起的过负荷，这就是传统继电保护存在的主要缺陷。
相比于传统继电保护，广域保护将电力系统看成一个整体来进行考虑，各元件的各保护之间相互关联。
通过采集电力系统多位置多点的相关信息，对发生故障的设备和位置准确定位，快速、可靠、精确的切除。
它能够很快识别电力系统正常状态、异常状态及故障状态，通过系统的各种作者备保护以及调节系统的有功、无功，同时实现电力系统保护和自动控制功能，以避免局部或整个系统大面积停电或崩溃等严重事故的发生，从而可靠地保证电力系统在出现各类故障后仍然可以安全稳定的运行。
广域保护能很好地抑制日益频发的大规模电力系统连锁故障，提高电力系统的安全稳定性，它弥补了传统继电保护的不足，是未来系统保护发展的主要方向。
3 基于广域信息的继电保护策略基于广域信息的继电保护判断程序如图1所示，进入程序后运行广域故障定位算法来确定故障的位置，通过判断故障是否在最小的保护区内。
2010年8月电工技术学报Vol.25 No. 8 第25卷第8期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2010 基于遗传信息融合技术的广域继电保护汪尹项根张哲刘建何志勤（华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室武汉 430074）摘要广域继电保护大范围、分布式的信息采集方式，以及自然灾害等因素，较易引起信息出错、丢失，甚至信息通道受损，信息的完备性直接影响保护的性能。
针对现有广域继电保护研究对信息不完全条件考虑的不足，本文从信息融合的角度出发，提出一种基于信息融合技术的高容错广域继电保护工作模式。
利用广域冗余电网信息，基于遗传算法的信息融合原理，结合基于故障方向的广域继电保护原理，有效辨识、纠正广域坏数据。
建立了基于遗传算法的信息融合数学模型，仿真试验验证了上述模型的有效性。
关键词：广域继电保护信息融合遗传算法故障方向中图分类号：TM77Wide Area Protection Based on Genetic InformationFusion TechnologyWang Yang Yin Xianggen Zhang Zhe Liu Jian He Zhiqin（Electric Power Security and High Efficiency LabHuazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China）Abstract Information collection on large range of wide area protection and extreme disaster should cause the fault and lack of the wide area information easily, and even the communication channel damage. The completeness of information influences the performance of protection directly. Owing to the fact that the less consideration of incomplete information for wide area protection, starting from theory of information fusion, this paper puts forwards a working mode of wide area protection with high fault-tolerance capability. Combined with the principle of wide area protection based on fault direction, the genetic algorithm information fusion can identify and correct the wide area bad data by using the redundant power network information. A fusion mathematical model based on the genetic algorithm is developed. The simulation results verify the validity of the model proposed.Keywords：Wide area protection, information fusion, genetic algorithm, fault direction1引言2008年初我国南方地区罕见的冰雪灾害大停电事故演化过程中，凸显了冰雪灾害引起通信系统故障，进而导致电网调度、监控及继电保护系统功能部分或完全失效的新问题。
基于区域多信息融合的广域后备保护算法孔德洪;吕飞鹏【摘要】Aiming at the phenomena such as heavy communication traffic and low fault tolerance of wide area protection,a wide-area backup protection algorithm is proposed based on regional multi information fusion.Firstly,the protection system is divided into several regions,and the fault area search is carded out according to the distribution characteristics of the fault current,which can reduce the communication traffic in wide area protection.Then,the protection action information of the fault area is normalized to calculate the basic probability assignment of the line fault evidence.Finally,the actual fault line is identified by the improved D-S evidence theory.An IEEE-39 bus model is constructed by PSCAD,the results show that the proposed algorithm can effectively recognize various types of faults,and has good performance of small wide area communication traffic and high fault tolerance.%针对广域保护通信流量大、容错性低等问题,提出了一种基于区域多信息融合的广域后备保护算法.首先,对保护系统进行区域划分,并根据故障电流的分布特性进行故障区域搜索,以减少广域保护的通信流量.其次,对故障区域内的保护动作信息进行归一化处理,并计算线路故障证据的基本概率赋值.最后,采用改进的D-S证据理论进行证据融合,进而识别故障线路.基于PSCAD搭建IEEE 39节点系统进行仿真验证,结果表明该算法能有效识别各类型故障,具有广域通信量小,信息容错性高等良好性能.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)004【总页数】7页(P26-32)【关键词】广域后备保护;区域划分;故障电流分布特性;D-S证据理论【作者】孔德洪;吕飞鹏【作者单位】四川大学电气信息学院,四川成都610065;四川大学电气信息学院,四川成都610065【正文语种】中文继电保护作为电力系统“三道防线”中的第一道防线，承担着保证电力系统安全和稳定运行的重要责任[1]。
基于序电流灰色关联分析与多信息融合的广域后备保护算法刘建锋;张科曌;田权;黄世龙【摘要】为了提高广域后备保护的容错能力,在集中分布式分区原则下,提出了电气量与多信息融合相结合的保护算法.该方法首先对分区内母线按照序电压分布特点排序后找出疑似故障线路.随后区域中心变电站将各个子站的录波数据计算得到疑似故障线路的综合序电流,之后利用灰色关联分析求得各疑似线路的故障度.同时,区域中心变电站向子站索取各IED回传的保护信息,计算疑似故障线路的故障度.最后,将两种故障度加权融合辨别故障位置.仿真算例表明,将电气量引入能够提高广域后备保护的容错能力,在复杂工况下也可以准确辨认出故障位置.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2018(046)019【总页数】7页(P19-25)【关键词】广域后备保护;灰色关联度;多信息融合;容错性【作者】刘建锋;张科曌;田权;黄世龙【作者单位】上海电力学院,上海 200090;上海电力学院,上海 200090;国网浙江省电力公司泰顺电力公司,浙江泰顺 325500;上海电力学院,上海 200090【正文语种】中文我国电力工业已经深化发展，电力系统的结构变得更加复杂，利用变电站就地信息来判断故障的传统继电保护配置方法所获得的信息有限，在某些特殊故障情况下难以发挥保护应有的性能。
因此，提出基于SCADA/WAMS测量系统数据的广域后备保护来解决传统继电保护中凸显的问题。
目前的研究方向主要有广域后备保护的体系结构[1]、具有容错能力的广域后备保护算法[2]、保护区域的划分策略[3]以及通信传输[4-5]等几个方面。
由于广域系统的节点信息在远距离传输中可能会出现错码与丢包的情况，这会使决策机构出现误判，这就需要研究具有容错能力的后备保护算法。
目前，通常利用以下两种信息来构建保护算法：一种是传统的电气量信息；另一种是基于各个节点IED返回的状态信息。
传统电气量抗干扰能力强，而保护元件反馈信息的优势则在于数据传输量少。
基于多信息融合的广域继电保护新算法
发表时间：2019-11-29T15:42:17.793Z 来源：《中国电业》2019年16期作者：王嵩
[导读] 广域继电保护实现的后备保护功能在故障切除时肩负着重要的责任
摘要：广域继电保护实现的后备保护功能在故障切除时肩负着重要的责任，一方面可以实现较为快速的故障切除，另一方面则可能因大范围切断输电断面造成严重后果。
因此，如何利用广域冗余信息实现故障元件的可靠识别，并快速切除故障是目前广域继电保护研究的重点。
本文在基于常规继电保护原理的基础上，提出一种基于多信息融合的广域继电保护故障识别新算法。
关键词：多信息融合；广域；继电保护；新算法
1 基于广域多信息融合的基本原理
广域继电保护的基本依据就是合理应用广域基础上冗余测量信息来识别系统故障，充分考虑测量、判断、传输广域信息中会出现信息错误或者缺失的问题形成融合多信息的湿度函数模型，通过信息的相互间逻辑关系和冗余性合理反映出元件故障概率。
1.1 识别广域故障的编码
识别故障的基本目的就是能够在发生系统故障的时候，达到快速识别故障以及及时切除故障的目的，软件实际上就是把识别故障元件的基本对象实施 0-1 状态编码，其中，1 表示故障状态；0 表示正常状态，利用在广域信息氛围内形成的所有保护元件状态编码构成的数字串，也就是故障识别编码来合理计算故障识别，得到最优识别故障的识别编码决策解，具备 1 状态的解需要与系统中出现故障的元件进行对应，从理论上分析，可以发现，如果系统元件都具有故障，N 个元件会形成 2N 组识别故障的编码。
1.2 建立适应度函数模型
在建立适应度函数的时候，需要从以下几方面进行分析：第一，选取广域故障信息。
在建立广域多信息融合的适应度函数的时候，需要建立具有高灵敏度、快速判断以及高可靠性的信息优势。
相比较主常规保护，广域继电保护具有比较慢的动作速度，但是相比较于常规后备保护来说，相对比较快，并且具有比较成熟的是地理信息保护原理，在研究的时候，常规保护原理能够达到快速识别后备保护和主动保护的目的。
第二，引入一定的保护动作系数。
充分考虑在不同原理的基础上来识别系统故障，具有不同的动作灵敏度和保护动作信息，如果同等分析就不能达到和体现保护信息具有一定重要性的目的。
在引入保护动作系数以后，可以不需后备保护和主保护，能够同时分析后备保护和主保护的保护范围和逻辑关系。
第三，容错能力。
在广域多信息融合的前提下识别故障，需要分析错误信息或许和缺失信息带来的影响。
在建立湿度函数以后，需要合理使用近后备快速保护、主保护、较高灵敏度的 II、III 段距离保护、零序和负徐保护等双重或者多信息保护，然后进行合理融合和计算，通过多信息来识别和分析错误信息，依据故障元件和际变化特性来达到识别故障具备的高容错性。
基本函数形似如下：
1.3建立期望函数模型
利用收集情况中的决策中心通信系统来获得适应度函数的测量信息，依据正常状态来填补缺失的信息。
利用期望函数来计算适应度函数保护动中期望实际情况。
建立期望函数的好坏会在一定程度上影响是否能够成功建立适应度函数。
在研究期望函数模型的时候，主要就是能够体现广域继电保护识别故障编码系统中电网发生故障的位置元件，也就是编解码对应元件，然后依据实际结构和后备保护、主保护的过后家相应适当保护范围和动作逻辑，达到具有可靠性保护元件的功能。
通用表达式如下：
相比较在确定其他保护期望状态来说，在确定断路器失保护期望状态更加复杂，主要就是因为，在失灵保护情况下，操作机构和跳闸回路的相应保护，因此，不能识别故障编码。
需要依据相应的断路器位置、保护动作信息等来估算期望值。
2基于广域多信息融合的故障识别
2.1故障识别原理
正常运行时，各继电保护的实际信息均为０，计算此时各组编码的适应度，如表1所示。
表1 正常运行时各组故障识别编码的适应度
在系统发生故障时，由于故障元件的实际信息与期望信息一致，其对应故障识别编码的适应度会大幅下降，而与故障元件相关联的元件因在故障元件的后备保护范围内，其对应初始解的适应度会出现减小或增大的小幅变化；与故障元件不相关联的元件由于实际信息与期望信息不一致，其对应初始解的适应度不会减小。
因此，在保护稳态启动后，
可以实时监视各组故障识别编码的适应度减小情况，当适应度减小到一定程度时，则判断其对应元件发生故障。
为了更好地说明故障元件识别的算法，通过正常运行时和故障时故障识别编码的适应度比较，引入故障识别概率的概念
式中：Ｅｓｉ为正常运行时各组识别编码的适应度，其值如表1所示；Ｅｉ为实时计算的各组识别编码的适应度；Ｋｉ为各组识别编码的故障识别概率。
Ｋｉ越大说明该故障识别编码越趋于最优，即其对应元件发生故障的概率最大。
２．２故障识别判据理论上，系统发生故障时广域信息完全正确，故障元件对应的故障识别编码的适应度最小，故障识别概率最大，很容易识别故障元件（见表2）。
表2 广域信息完全正确时各组编码的故障识别概率
实际上，受信息缺失或信息错误的影响，故障元件实际信息与期望信息并不完全一致，其适应度也不再为０，即故障识别概率下降。
表3所示为Ｌ１故障编码在随机１０位信息缺失情况下的５次实验故障识别概率的计算结果。
表3 广域信息缺失时各组编码的故障识别概率
表4所示为Ｌ１故障编码在随机１０位信息错误情况下的５次实验故障识别概率的计算结果。
表4 广域信息错误时各组编码的故障识别概率。
