电网广域保护系统的构成及实现方法

电力系统广域继电保护研究综述一、内容概述随着电力系统的不断发展和复杂化，对继电保护装置的要求也越来越高。

广域继电保护作为一种新型的继电保护技术，具有快速性、灵敏性和可靠性等特点，已经成为电力系统保护领域的研究热点。

本文将对电力系统广域继电保护的研究进行综述，主要包括广域继电保护的基本概念、研究现状与发展趋势等方面。

电力系统作为现代社会的重要基础设施，其安全稳定运行对于国民经济和社会发展具有重要意义。

而继电保护装置作为电力系统的第一道防线，对于防止故障扩大、保护电网安全具有重要意义。

随着电力系统规模的不断扩大和复杂化，传统的继电保护方法已经难以满足要求。

广域继电保护作为一种新型的继电保护技术，逐渐受到人们的关注。

广域继电保护是一种基于计算机网络技术的继电保护系统，通过利用高速通信网络将各个变电站的继电保护装置连接起来，实现数据的共享和远程控制。

与传统的继电保护装置相比，广域继电保护具有以下优点：快速性：广域继电保护可以实时获取电力系统的运行状态，从而实现对故障的快速响应和切除。

灵敏性：通过对电力系统进行全面的状态监测，广域继电保护可以更准确地判断故障位置和大小，从而提高保护的灵敏度。

可靠性：广域继电保护采用冗余设计和容错机制，可以有效提高系统的可靠性和稳定性。

关于电力系统广域继电保护的研究已经取得了一定的成果，但仍存在许多问题和挑战。

本文将从以下几个方面进行综述：广域继电保护的基本原理和方法：目前，对于广域继电保护的基本原理和方法还缺乏深入的研究，需要进一步探索和完善。

广域继电保护的通信网络：广域继电保护需要利用高速通信网络进行数据传输和控制命令的发送，如何选择合适的通信网络和通信协议是亟待解决的问题。

广域继电保护的具体实现和应用：目前，广域继电保护还处于实验阶段，如何将其应用于实际电力系统中还需要进一步研究和实践。

电力系统广域继电保护作为电力系统保护领域的一个重要研究方向，具有广阔的应用前景和发展空间。

有限广域继电保护系统的分区方法与实现【摘要】广域继电保护是通过电网广域同步信息的测量，并通过信息的整合来计算出故障元件的位置，并通过简单的时序来保证保护动作的科学性，电网中的广域继电保护应该从工程的实际保护对象以及实际应用为对象进行开展性研究，根据系统结构的不同，广域后背保护可以分为集中式和分布式两种，本文主要探讨有限广域继电保护系统的分区方法与实现方式。

【关键词】有限广域继电保护系统；区分方法；实现近些年来，随着科技水平的发展，广域测量系统也得到了迅速的发展，这就为解决大电网的潮流转移问题带来了良好的发展契机，为了更好的提高继电保护系统的综合性能，相关的专家学者也提出了广域保护的概念，并对此进行了初步的研究。

广域保护包括两个方面：一是基于广域信息下的电网安全稳定性研究，主要是对整个电网的稳定运行进行全面的监测，二是提高传统继电保护性能，在这一方面，国内外的专家学者都进行了深入的研究，根据系统结构的不同，广域后背保护可以分为集中式和分布式两种，这两种系统计算方法也会有所不同。

1.广域继电保护的有限性广域继电保护是通过电网广域同步信息的测量，并通过信息的整合来计算出故障元件的位置，并通过简单的时序来保证保护动作的科学性，电网中的广域继电保护应该从工程的实际保护对象以及实际应用为对象进行开展性研究，其核心事项就是保证保护动作的正确定，应用在电网之中的广域继电保护应该从保护对象的后备保护以及工程的实际应用进行研究，需要获取广域内的所有信息，这主要表现在以下几个方面：（1）在广域继电保护中，需要加强首道防线的性能，同时，为了实现保护对象的保护功能，避免出现整定配合困难的问题，要求获取到与保护对象相关的信息，但与此同时，继电保护后备保护范围内需要的信息也具有一定的有限性。

（2）广域继电保护是一个不断发展的过程，需要将整个网络发展为不同的有限元区域，保证系统过程的实现。

2.广域继电保护的区分广域继电保护系统的区分是有限广域继电保护系统的主要环节，对系统进行科学合理的区分是系统空间与保护范围有限性的重要体现，也是制定保护跳闸以及保护算法实现的主要依据之一。

分区域广域继电保护的系统结构与故障识别为了实现针对广域继电保护（wide area protection，WAP）脱离理论，走向现实应用，继而相应的提出了有关广域继电保护的相关算法，同时通过类蜂窝结构来实现现实中继电保护，并应用相关系统结构优化的特点，提出了全新的系统结构，即为将区域电网分布集中进行保护的方式，本文主要针对该方法进行相应的研究及探讨。

标签：电力系统；广域继电保护；系统结构1 广域后备保护系统结构1.1 广域电网的分区域体系对于广域继电保护最为重要的核心部分是，作为保护电网不受其他因素的影响，维持电网工作正常起到十分重要的作用，其可以针对电网中的同步测量信息进行有效的保护，同时通过计算机对众多的信息进行识别、融合，处理速度较快，通过简单的逻辑配合来保证整个系统的稳定性，保护效果较为优秀。

但其目前也存在一定的问题，包括以下几点：（1）主保护控制范围较小，尽管反应速度较快，但是其无法进行良好的预测。

（2）保护范围较小，无法针对全部系统进行有效的维护。

（3）相对来说系统适应能力不足，安装过程中容易出现因安装不当造成电网的非正常故障的情况出现。

（4）以及对于后期系统保护的缺失，切除系统故障单元，保证系统稳定，但对于切除单元后无法持久进行工作，容易导致出现其他元件出现问题。

因此对于广域继电保护系统来说，将众多的信息进行融合并不是越多越好，为了实现对于全电网的广域继电保护，需要构建合理的区域范围，从而通过实现对广域范围内的信息进行合理的融合，进一步提高继电保护的能力，对于电力系统来说这不仅是以后发展的方向，也可以满足现有水平下将大部分广域继电保护原理更好的应用到现实中，而对于广域保护的观念现如今主要有以下几点：①主要针对电网安全性能，提升“第一道防线”整体安全性，同时可以体现出其承担的任务有一定的限制。

这种限制，一般情况下是针对电网的初层保护，这样可以有效地起到开始保护作用。

②对于广域继电保护决策中心来说，只需要靠近故障点，通过灵敏度较高的保护信息进行相应的故障解决，但是一旦保护系统汇集了全网所有的信息，将会造成无法及时提取出相应游泳的信息，造成提取困难。

智能电网下广域继电保护的实现【摘要】由于社会经济的快速发展，各行各业的用电量都有较大的提高。

与此同时，环境也在恶化，频发的自然灾害使得电力系统经常出现障碍，电网运行的稳定性受到了巨大的挑战。

因此，必须做好广域继电保护的工作。

为了增加用电的稳定性，电网的复杂程度也因此要进行升级。

随着网络科技的发展，智能电网也在不断地建立与完善。

要想实现广域继电保护，就要有良好的智能电网作为基础。

本文就智能电网与广域继电保护的含义进行了阐述，并就如何实现智能电网下广域继电保护进行了解析。

【关键词】智能电网；广域继电保护；网络科技1 前言随着电力企业对智能电网的大力建设，分布式电源接入、微网运行、网络重构等技术相继应用到电网中来。

自从欧洲一些国家大范围停电的事故之后，人们更加关注继电保护的问题，认识到继电保护需要建立在区域或整体的电网上。

智能电网技术在不断地完善与壮大，这为实现广域的继电保护提供了有力的保障。

传感技术、时钟同步、数据同步、光纤通信等新技术的出现也为广域继电保护提供了发展契机。

2 智能电网的概述当前全世界的电力企业将发展目光都投向了智能电网，智能电网因其安全、高效、经济等诸多的优点而得到了广泛的应用。

由于智能电网的建设工作纳入了我国的“十二五”计划，所以当前智能电网的建设工作已如火如荼。

智能电网，顾名思义，即电网的智能化，也可以称之为电网2.0。

不同的研究所和不同的国家对于智能电网的定义有所不同。

国家电网中国电力研究院将它定义为：以物理电网为基础，结合现代的传感技术、测量技术、信息技术、控制技术以及计算机技术而形成的新型电网。

它极大地满足了用户对于电力的要求，提高了电力系统的安全性和经济性，适应了国家的可持续发展战略，实现了对用户的增值服务。

智能电网各设备之间采用的是统一的技术，各设备上的信息可以互通，各设备与系统之间可以互相操作。

3 广域继电保护广域继电保护可简单定义为依赖电力系统多个设备所提供的信息，快速准确地将电网故障消除。

广域保护研究现状报告一、引言随着全国联网工程的实施,我国电网规模日益扩大,运行方式越来越复杂,对电网的保护和稳定控制越来越重要。

近年来,世界上发生的几次大停电事故都凸现了目前电力系统存在着继电保护和安全自动装置之间不能很好配合的严重缺陷,人们进一步认识到应该从整体或区域电网角度加强继电保护和自动控制,不仅要加强继电保护本身的可靠性,还要使继电保护和自动控制装置的动作相配合。

广域保护系统在获取电网广域测量信息基础上,以全新的方式解决了大电网继电保护和安全自动装置之间的协调问题,是今后继电保护的发展方向。

二、广域保护的定义和构成1、广域保护的定义及与传统继电保护区别广域保护可定义为：依赖电力系统多点的信息，对故障进行快速、可靠、精确的切除，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，可提高输电线可用容量或系统可靠性，同时实现继电保护和自动控制功能的系统。

目前提出的广域保护系统可以分为两类：一类是利用广域信息实现安全监视、控制、稳定边界计算及状态估计等功能，其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现；另一类则是利用广域信息完成继电保护功能。

广域保护在电网保护控制中是基本定位于传统保护及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及控制手段等进行了定义，其动作时间范围在100ms～100S之间。

传统的继电保护主要集中于元件保护，以线路、母线、变压器、发电机和电动机等为保护对象。

传统保护以切除被保护元件内部故障为己任，主要通过开关动作来实现故障隔离。

各电力设备的主保护相互独立，不顾及故障元件被切除后，剩余电力系统中的潮流转移引起的后果。

比如故障元件被保护装置正确切除或正常元件被保护装置误切除后，由于功率的转移引起相邻电力元件的过载，导致过载保护动作等，这是传统继电保护的固有弊端。

广域保护更注重保护整个系统的安全稳定运行，可识别系统的各种运行状态(正常状态、警戒状态等)，通过调节系统的P、Q和各种保护措施，同时实现继电保护和自动控制的功能，其中可能会有本地、远程开关的动作，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，保证电网在故障后仍能保持所需的安全稳定工况。

电力系统广域继电保护电力系统广域继电保护电力系统广域继电保护摘要：广域继电保护是近几年国内外新兴的一个研究课题，它的提出是建立在计算机和通信技术发展基础上的，并且与大型互联电网的安全性和稳定性要求有着密切关系。

分析了目前广域继电保护的主要保护原理，电保护与稳定控制有机协调构成的广域保护已经成为现代电力统的研究热点，是未来保护与控制的发展方向。

关键词：广域继电保护;系统结构;控制策略?一、引言?随着我国电力需求的与日俱增，电力市场改革的深化与发展以及电力系统规模的不断扩大，电力系统日渐接近极限运行，其运行与控制更为复杂，发生扰动以及故障的可能性更大，这些都对电力系统安全提出了更高的要求，对我国的继电保护以及安全稳定控制带来了新的挑战。

近年来，我国以特高压电网为骨干网架的各级电网在迅速协调发展，建立以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能电网川的要求十分迫切。

智能电网的建设必须依托更精确，更快速，更完善的通讯系统以及信息共享平台，这为基于广域信息的广域保护系统的发展提供了契机。

二、广域继电保护概述?继电保护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。

在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障发生时，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

现代电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。

(一)电网互联的发展趋势对继电保护提出了更高的要求，不仅要求故障发生时继电保护装置能快速可靠地切除故障，还要求在系统遭受较大扰动时能保证其安全稳定地运行;(二)当前继电保护系统存在的某些间题难以有效地解决，必须探索新的保护原理;(三)以全球定位系统(GPS)为基础的相量测量单元(PMU)技术导致了广域测量系统(WAMS)的诞生PMU可测量系统各个结点的电压、电流相量，误差不大于1μs，为广域保护提供了能同时采集全电网多个结点信息的有效手段;(四)通信技术的发展为广域保护的实现提供了技术保证，以太网(Ethernet)正在逐步代替现场总线，高压变电站间铺设了光纤环网，将信号传输延时控制在几十ms以内，可以应用于全电网的动态实时监测。

基于“三道防线”的广域保护系统及结构综述【摘要】本文由传统保护的应用现状出发，研究了基于“三道防线”要求的广域保护系统，结合工程化实际应用要求进行保护范围划分，研究广域继电保护的结构模式，并从通信、可靠性、可实现性等方面对比论述了变电站集中式、分布式、区域集中式三种结构模式的特点和优缺点。

【关键词】广域继电保护；变电站集中式；分布式结构；区域集中式结构0 前言1996年美国大停电、2003年美国加州大停电和随后世界范围内的几次大停电事故，以及我国2008年特大冰雪灾害让人们逐渐认识到，传统后备保护存在一些局限性，不能避免大规模停电事故的发生[1-4]。

近年来，广域测量系统（Wide Area Measurement System，WAMS）在电力系统中的大量应用，为电网保护系统的设计开阔了新思路[5，6]。

广域测量系统可获取全网同步动态信息，其高速数据传输可使主站的数据更新周期达到20ms～50ms。

这一特点使得从电网整体最优出发，完成继电保护功能成为可能。

因此，基于广域测量系统的基础上，借助广域测量技术和通信技术以解决互联大电网继电保护和安全自动装置之间的协调问题，广域保护系统应运而生，反映了今后继电保护的发展方向。

1 基于“三道防线”要求的广域保护系统2004年，山东大学丛伟博士，潘贞存教授提出了满足“三道防线”要求的广域保护系统[7]。

由广域继电保护系统实现快速保护功能，构筑电力系统安全稳定的第一道防线；第二道防线由广域安全自动控制系统防止稳定破坏和参数越限的安全自动控制和紧急控制功能。

当系统受到严重扰动而失去稳定，导致异步振荡时，广域保护系统执行检测系统振荡、切负荷、发电机控制、系统解列等紧急控制策略，防止系统崩溃，组成第三道防线。

满足“三道防线”要求的广域保护系统借助广域测量技术和通信技术，采集保护区域内的多点运行信息，便于在一个系统内集成实现“三道防线”功能，全面准确反映系统的运行动态，针对扰动后系统的不同运行状态采取不同的保护和控制策略，提高保护和控制设备装置之间相互协调配合的工作性能，避免系统受到大扰动后出现失稳或崩溃的情形。