智能配電網(wǎng)區(qū)域縱聯(lián)保護原理及實現(xiàn)技術研究.pdf

1、智能電網(wǎng)包括智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)兩方面的內(nèi)容，其建設已經(jīng)在近幾年上升為國家戰(zhàn)略。智能配電網(wǎng)的特征之一就是支持大量分散的分布式電源（Distributed Generation，DG）的接入，IEEE1547—2003標準鼓勵供電方和用戶盡可能實現(xiàn)在孤島條件下繼續(xù)供電，不再使所有DG退出運行，充分發(fā)揮系統(tǒng)故障時DG對重要負荷供電的支持作用。因此智能配電網(wǎng)的電力供應模式將從單一的由大型注入點單向供電模式向分布式發(fā)電設備遍布系統(tǒng)的多源多向模

2、式轉變，供電模式的改變必然會引起配電系統(tǒng)潮流、電壓、可靠性、快速性等多方面的改變，致使傳統(tǒng)配電系統(tǒng)保護的動作行為和性能受到較大的影響，可能會出現(xiàn)靈敏度降低、緩動或拒動、誤動以及動作次序混亂等嚴重情況。基于被保護元件各端信息的縱聯(lián)保護，原理簡單可靠，能夠可靠地區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，具備良好的選擇性，已在輸電系統(tǒng)中獲得了廣泛應用。在考慮到配電網(wǎng)的上述特點后，縱聯(lián)保護原理完全可應用到配電系統(tǒng)中，因此在分析智能配電網(wǎng)對繼電保護功能要求的基礎上，開

3、展面向智能配電網(wǎng)的縱聯(lián)保護系統(tǒng)相關方面的研究，提出相應的算法是十分必要的，對于智能配電網(wǎng)的發(fā)展也有著重要的意義。
　　 本文在總結和借鑒前人研究工作的基礎上，結合智能配電網(wǎng)的特點，提出了一種分布式區(qū)域縱聯(lián)保護方案。該方案由一個管理主機、分布在智能配電網(wǎng)各點的智能配電終端（Smart Distribution Terminal Unit，SDTU）和無源光以太網(wǎng)組成。管理主機依靠通信系統(tǒng)監(jiān)測各SDTU的狀態(tài)及配電網(wǎng)拓撲結構變化，并

4、進行保護區(qū)域的在線劃分以提高保護系統(tǒng)的靈活性和對電網(wǎng)結構變化的適應能力，各SDTU作為一個保護單元并按其與保護區(qū)的鄰接關系劃分到各關聯(lián)域，在配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，SDTU基于本地電氣量信息計算安裝點處的故障信息，同一關聯(lián)域的SDTU間借助無源光網(wǎng)絡共享故障信息，完成故障的檢測、定位與隔離。整個系統(tǒng)形成了由分布式智能終端快速隔離故障、管理主機根據(jù)網(wǎng)絡拓撲在線劃分保護區(qū)域的模式。其中，SDTU保護區(qū)域的劃分原則、關聯(lián)域的在線劃分及其在配網(wǎng)拓撲

5、結構變化情況下的修正方法、區(qū)域縱聯(lián)保護的故障檢測算法是分布式區(qū)域縱聯(lián)保護系統(tǒng)的關鍵技術，也是本文的主要研究內(nèi)容。
　　 智能配電終端是分布式區(qū)域縱聯(lián)保護系統(tǒng)的主要執(zhí)行設備，也是智能配電網(wǎng)高級配電自動化的核心設備。對等實時數(shù)據(jù)交換是區(qū)域縱聯(lián)保護系統(tǒng)實現(xiàn)快速故障檢測與隔離的關鍵。本文針對配電網(wǎng)的特點，描述了SDTU的功能，提出了具有分層特點的通用結構設計，基于IEC61850標準的要求對SDTU進行了標準化建模，重點介紹了區(qū)域縱聯(lián)保

6、護功能和孤島檢測功能的模型，對新增邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)類進行了詳細描述。在此基礎上給出了SDTU完整的功能模型，并用SCL語言對SDTU的邏輯設備配置情況進行了描述，為設計開發(fā)標準化的SDTU奠定基礎。
　　 為保證管理主機和SDTU間以及故障時SDTU之間的可靠通信，本文在分析了智能配電網(wǎng)對通信系統(tǒng)的要求及配電網(wǎng)中通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，提出了基于EPON的通信方案及其信息多播的方法，針對配電網(wǎng)的不同典型拓撲結構給出了組網(wǎng)方案，