專利名稱：一種電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)，具體涉及一種電力系統(tǒng)廣域備用電 源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，地區(qū)電網(wǎng)短路電流的遮斷變得越發(fā)困難，而且為了減少電磁 環(huán)網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全性的影響，在高一級(jí)電網(wǎng)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，地區(qū)電網(wǎng)低一級(jí)電網(wǎng)將解 環(huán)而呈輻射型分區(qū)分片供電。但解環(huán)后的電網(wǎng)的可靠性明顯下降，為此“備用電源自動(dòng)投切 裝置”(工業(yè)上也常常簡(jiǎn)稱為備用電源自動(dòng)投切或BZT)在地區(qū)電網(wǎng)變電站中作為一種“微 機(jī)控制設(shè)備”被大量應(yīng)用。備用電源自動(dòng)投切裝置是當(dāng)某一工作電源故障和其它原因被斷 開后，能迅速自動(dòng)地將備用電源或其它正常工作電源投入工作，使工作電源被斷開的用戶 不至于停電的一種自動(dòng)裝置。為了詳細(xì)說明傳統(tǒng)備用電源自動(dòng)投切裝置的工作原理，

圖1給出了一個(gè)典型的 1 IOkV線路備用電源自動(dòng)投切示意圖。備用電源自動(dòng)投切的投切控制方式如下所述。I線路備用電源自動(dòng)投切(方式1)在平時(shí)，#1進(jìn)線運(yùn)行，#2進(jìn)線備用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。當(dāng)#1進(jìn)線電源因故障或其它原因被斷開后，#2進(jìn)線備用電源應(yīng)能自動(dòng)投入，且只 允許動(dòng)作一次。為了滿足這個(gè)要求，設(shè)計(jì)了類似于線路自動(dòng)重合閘的備用電源自動(dòng)投切控 制裝置，控制裝置只有在充電完成后才允許自投?？刂蒲b置充電條件a) I母、II母均三相有壓，當(dāng)#2線路電壓檢查控制字投入時(shí)，#2線路有壓(Ux2)，b)lDL、3DL 在合位，2DL 在分位。必須同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，經(jīng)15秒后充電完成。控制裝置自投也即放電條件a)當(dāng)#2線路電壓檢查控制字投入時(shí)，#2線路無壓(Ux2)，b)2DL 合上，c)手跳 IDL 或 3DL，d)其它外部閉鎖信號(hào)，e)整定控制字不允許#2進(jìn)線開關(guān)自投。滿足上述5個(gè)條件中任何一個(gè)即可。動(dòng)作過程當(dāng)充電完成后，I母、II母均無壓，Ux2有壓，備投開放，Il無流，延時(shí) Tbl跳開1DL，確認(rèn)IDL跳開后，合2DL。11線路備用電源自動(dòng)投切(方式2)方式2過程類同方式1。III橋開關(guān)備用電源自動(dòng)投切(方式3、方式4)[0023]當(dāng)兩段母線分列運(yùn)行時(shí)，裝置選擇橋開關(guān)自投方案。充電條件a) I母、II母均三相有壓；b)lDL、2DL 在合位，3DL 在分位。必須同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，經(jīng)15秒后充電完成。放電條件a) 3DL在合位；b) I母、II母均三相無壓；c)手跳 IDL 或 2DL ；d)其它外部閉鎖信號(hào)，如變壓器內(nèi)部故障等。滿足上述4個(gè)條件中任何一個(gè)即可。動(dòng)作過程當(dāng)充電完成后a)方式3 1母無壓、#1進(jìn)線無流，II母有壓，方式3自投整定控制字允許，則經(jīng) Tb3延時(shí)后，跳1DL，確認(rèn)IDL跳開后合3DL。b)方式4:11母無壓、#2進(jìn)線無流，I母有壓，方式4自投整定控制字允許，則經(jīng) Tb4延時(shí)后，跳2DL，確認(rèn)2DL跳開后合3DL。當(dāng)前市場(chǎng)上提供的和所有正在運(yùn)行的備用電源自動(dòng)投切裝置都是根據(jù)以下1至6 的“本地狀態(tài)信息的控制邏輯”來設(shè)計(jì)的，并不具備對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)全部運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí) 調(diào)整響應(yīng)的能力。現(xiàn)有的備用電源自動(dòng)投切控制基本原則是1、只有當(dāng)工作電源確實(shí)被斷開后，備用電源才能被投入，且故障不能由備用電源 自動(dòng)投切切除。2、因備用電源自動(dòng)投切備用對(duì)象故障而其保護(hù)拒動(dòng)引起相鄰后備保護(hù)動(dòng)作切除 工作電源時(shí)，應(yīng)閉鎖備用電源自動(dòng)投切。3、備用電源自動(dòng)投切的延時(shí)是為了躲過工作電源引出線故障造成的母線電壓下 降，故備用電源自動(dòng)投切的延時(shí)時(shí)限應(yīng)大于最長(zhǎng)的外部故障切除時(shí)間。4、由人工切除工作電源，備用電源自動(dòng)投切不應(yīng)動(dòng)作，必要時(shí)增加手跳閉鎖。 5、備用電源不滿足有壓條件，備用電源自動(dòng)投切不應(yīng)動(dòng)作。6、備用電源自動(dòng)投切只應(yīng)動(dòng)作一次，因此要設(shè)備用電源自動(dòng)投切一次動(dòng)作閉鎖或 增加充電條件，一般是動(dòng)作后即刻放電令備投無法再次動(dòng)作?；凇氨镜匦畔ⅰ?工業(yè)上也常稱為就地信息)的現(xiàn)有備用電源自動(dòng)投切裝置并 不具備對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)所有狀態(tài)信息進(jìn)行分析處理能力，為了進(jìn)一步說明這個(gè)問題，請(qǐng)參 看圖2所示典型電力系統(tǒng)及其常規(guī)備用電源自動(dòng)投切控制所帶來的問題(1)現(xiàn)有備用電源自動(dòng)投切策略未考慮遠(yuǎn)方備用電源側(cè)設(shè)備的安全性，可能導(dǎo)致 電網(wǎng)事故蔓延。目前就地備用電源自動(dòng)投切控制策略僅僅考慮了本地變電站母線電壓或進(jìn)線電 流，而沒有考慮遠(yuǎn)方備用電源側(cè)主變的容載比、線路的熱穩(wěn)定極限等，易導(dǎo)致備用電源側(cè)過 負(fù)荷跳閘，導(dǎo)致故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。如圖2中，線路1故障退出時(shí)，DLl跳開，變電站1失電，線路備用電源自動(dòng)投切動(dòng) 作而自動(dòng)合上DL2，投入備用線路2，此時(shí)，變電站1負(fù)荷將基本上全部轉(zhuǎn)移到線路2及遠(yuǎn)方 的串供線路和220kV主變Tl上 如果此時(shí)Tl的容載比已經(jīng)很低，或串供線路的支路功率已經(jīng)接近熱穩(wěn)定極限，則這部分轉(zhuǎn)移的負(fù)荷將導(dǎo)致相關(guān)過負(fù)荷或過流保護(hù)的動(dòng)作，最終導(dǎo)致 系統(tǒng)故障擴(kuò)大。因此，將遠(yuǎn)方備用電源側(cè)變壓器和串供線路的狀態(tài)信息引入到本地備用電 源自動(dòng)投切策略中顯得非常重要。(2)現(xiàn)有備用電源自動(dòng)投切策略易受地方小電源干擾，造成誤動(dòng)和拒動(dòng)事故。目前備用電源自動(dòng)投切的故障掉電檢測(cè)信號(hào)一般是電壓和電流，檢測(cè)信號(hào)單一會(huì) 導(dǎo)致備用電源自動(dòng)投切的誤動(dòng)和拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于某些變電站將失電的電壓整定值定 得太低(如電壓定為30%)，當(dāng)發(fā)生如(1)所述的故障時(shí)，DL2跳開后，110kV2M由于地方機(jī) 組的支撐作用并不會(huì)跌落太多，從而導(dǎo)致備用電源自動(dòng)投切拒動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生；另一方面，若 把電壓整定值定得太高(如電壓定為70 % )，則在地方電源無功出力較小，地方無功負(fù)荷較 重時(shí)發(fā)生誤動(dòng)。(3)現(xiàn)有備用電源自動(dòng)投切策略無法實(shí)現(xiàn)與安全控制裝置協(xié)調(diào)動(dòng)作，導(dǎo)致大量備 用電源自動(dòng)投切不得不停用?，F(xiàn)有主網(wǎng)的安全控制裝置與地方電網(wǎng)有關(guān)的主要是低頻減載裝置。若低頻減載定 的自動(dòng)切除線路有線路2，則當(dāng)線路2是由于主網(wǎng)故障引發(fā)的低頻減載切除時(shí)，現(xiàn)有備用電 源自動(dòng)投切無法分辯是線路1故障還是安控裝置的動(dòng)作，因此會(huì)自動(dòng)投到線路1側(cè)；這將 導(dǎo)致原有的主網(wǎng)安全控制措施落空，直接威脅到主網(wǎng)安全運(yùn)行。也正是由于這個(gè)矛盾關(guān)系， 目前若上面的220kV變電站是安穩(wěn)系統(tǒng)執(zhí)行站的話，IlOkV變電站將不得不退出備用電源 自動(dòng)投切，造成備用電源自動(dòng)投切資源的一種浪費(fèi)。實(shí)際上，如果能在現(xiàn)有備用電源自動(dòng)投 切策略中引入遠(yuǎn)方220kV變電站的安控信號(hào)和保護(hù)信號(hào)，用簡(jiǎn)單的邏輯即可分辯是線路故 障還是安穩(wěn)系統(tǒng)動(dòng)作，這樣即可恢復(fù)現(xiàn)有的備用電源自動(dòng)投切工作，直接提高備用電源自 動(dòng)投切的利用率和變電站供電的可靠性，最終實(shí)現(xiàn)備用電源自動(dòng)投切與安控裝置的協(xié)調(diào)動(dòng) 作。目前的實(shí)際情況是，我國(guó)地區(qū)電網(wǎng)已投入使用的備用電源自動(dòng)投切裝置均不具備遠(yuǎn)方 閉鎖和廣域控制功能，依據(jù)上述規(guī)定的要求，與安穩(wěn)系統(tǒng)相關(guān)的IlOkV備用電源自動(dòng)投切 裝置必須退出運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問題，就提供一種電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切 廣域控制系統(tǒng)，其控制備用電源自動(dòng)投切時(shí)考慮到遠(yuǎn)方備用電源側(cè)設(shè)備的安全性，可避免 電網(wǎng)事故蔓延，且不易受地方小電源干擾，不會(huì)造成誤動(dòng)和拒動(dòng)事故，最后，還能實(shí)現(xiàn)與安 全控制裝置協(xié)調(diào)動(dòng)作，直接提高備用電源自動(dòng)投切的利用率和變電站供電的可靠性。實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)，其特征是包括廣域備用電 源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(主站端)和多個(gè)底層的備用電源自動(dòng)投切裝置(廠站 端)構(gòu)成，主站端與各廠站端之間通過電力系統(tǒng)專用通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和遠(yuǎn)方通信， 構(gòu)成一個(gè)高、低層結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)分層分布式廣域控制系統(tǒng)。所述的主站端外接有人機(jī)交互界面，所述的廠站端(各變電站)設(shè)有主控單元。所述的主站端含數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)處理單元及數(shù)據(jù)發(fā)送單元，數(shù)據(jù)采集單元采 集電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信息和開關(guān)信息(包含了電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的一切信息，例如電網(wǎng)的狀態(tài) 和開關(guān)數(shù)據(jù)，電流、電壓的大小、開關(guān)的狀態(tài)等，各變電站所接負(fù)荷，線路傳輸功率，電壓、電流參數(shù)，開關(guān)信息等等)并傳遞給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元數(shù)據(jù)庫中變電站負(fù)荷的重 要性程度以及不斷實(shí)時(shí)更新的電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信息、開關(guān)信息，采用廣域備用電源自動(dòng) 投切控制決策方法給出當(dāng)前所有安裝有備用電源自動(dòng)投切的變電站負(fù)荷饋線聯(lián)切列表并 傳遞給數(shù)據(jù)發(fā)送單元；數(shù)據(jù)發(fā)送單元定時(shí)向廠站端的備用電源自動(dòng)投切裝置下發(fā)當(dāng)時(shí)的負(fù) 荷饋線聯(lián)切列表。所述的廠站端設(shè)有主控單元，其包括接收單元，檢測(cè)單元、處理執(zhí)行單元，接收單 元接收并存儲(chǔ)由主站端發(fā)過來的該站當(dāng)前的負(fù)荷饋線聯(lián)切列表，檢測(cè)單元在線檢測(cè)備用電 源自動(dòng)投切是否滿足常規(guī)動(dòng)作條件，處理執(zhí)行單元在接收到檢測(cè)單元發(fā)出的本備用電源自 動(dòng)投切裝置滿足常規(guī)動(dòng)作條件下，先合上備用電源側(cè)的線路開關(guān)，然后按照備用電源自動(dòng) 投切當(dāng)前的遠(yuǎn)方控制指令切除掉負(fù)荷饋線聯(lián)切列表中要求切除的負(fù)荷饋線，然后并向主站 端發(fā)出“已動(dòng)作”的信息。有益效果2008年12月9日在中國(guó)南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)公司肇慶供電局，華南理工 大學(xué)，華立科技，清華大學(xué)，南京電研的相關(guān)部門人員的積極配合下，對(duì)本實(shí)用新型申請(qǐng)書 中所提出的“電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)”進(jìn)行了一系列的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試 驗(yàn)，取得了良好的預(yù)期效果。具體的測(cè)試實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)述如下測(cè)試過程分成三個(gè)階段，第一設(shè)定為備用電源自動(dòng) 投切裝置動(dòng)作后不存在電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)情況，即無設(shè)備越限運(yùn)行情況；第二 設(shè)定為備用電 源自動(dòng)投切裝置動(dòng)作后僅需聯(lián)切一條10千伏線路的情況；第三設(shè)定為備自投裝置動(dòng)作后 需聯(lián)切兩條10千伏線路開關(guān)的情況。測(cè)試項(xiàng)目如下主站端(1)控制系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果正確性；(2)控制策略表中為聯(lián)切10千伏線路開關(guān)(第一階段中沒有該步)；(3)遠(yuǎn)方投退備用電源自動(dòng)投切裝置功能(第一階段是“遠(yuǎn)方”，第二階段是“就 地”)；(4)調(diào)度端界面顯示正確性；執(zhí)行端(1)正確接收控制命令；(2)現(xiàn)場(chǎng)備自投裝置動(dòng)作順序?yàn)橄葎?dòng)作于110千伏線路開關(guān)，再聯(lián)切兩條10千伏 線路開關(guān)；(3)動(dòng)作信號(hào)正確性；(4)執(zhí)行遠(yuǎn)方投退命令正確性。所有的測(cè)試結(jié)果都達(dá)到了理想的預(yù)期效果，測(cè)試結(jié)果表明本實(shí)用新型申請(qǐng)書中所 提出的“電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)”能達(dá)到根據(jù)“全部電力系統(tǒng)狀態(tài)信 息”從而實(shí)現(xiàn)“廣域控制”的效果，且動(dòng)作過程可靠。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的IlOkV變電站用的線路備用電源自動(dòng)投切關(guān)聯(lián)圖；圖2為含地方小電源的IlOkV變電站備用電源自動(dòng)投切裝置接線示意圖；[0073]圖3為廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)的硬件基本架構(gòu)圖；圖4為廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)的控制流程圖；圖5為廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)主站端的軟件結(jié)構(gòu)圖；圖6是廣域備用電源自動(dòng)投切裝置的邏輯示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的備用電源自動(dòng)投切裝置原理，應(yīng)用在IlOkV變電站 用的線路，圖中1#和2#這兩條進(jìn)線通過1DL，2DL，3DL進(jìn)行電源進(jìn)線的投切。圖2為含地方小電源的IlOkV變電站備用電源自動(dòng)投切裝置接線示意圖(典型串 供方式)，該圖為正常電力系統(tǒng)自高電壓等級(jí)到低電壓等級(jí)的電網(wǎng)示意圖，其中包括主電源 側(cè)和備用電源側(cè)，各變電站帶有一定的用電負(fù)荷，地方小電源通過主變上網(wǎng)，其中Pe和Qe為 地方小電源的有功和無功出力。圖3所示為本實(shí)用新型的廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)的組成基本架構(gòu)圖，從 圖中可看到，本實(shí)用新型的廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)包括廣域備用電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(主站端)1和多個(gè)底層的備用電 源自動(dòng)投切裝置(廠站端)2構(gòu)成，構(gòu)成一個(gè)高、低層結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)分層分布式廣域控制 系統(tǒng)，主站端1外接有人機(jī)交互界面4，主站端1與各廠站端2之間通過電力系統(tǒng)專用通訊 網(wǎng)絡(luò)3 (在IEC60870-5-101規(guī)約上改造的廣域備自投通信規(guī)約)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和遠(yuǎn)方通參見圖4的廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)的控制流程圖，主站端1含數(shù)據(jù)采集 單元11，數(shù)據(jù)處理單元12及數(shù)據(jù)發(fā)送單元13，數(shù)據(jù)采集單元11采集電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信 息和開關(guān)信息(包含了電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的一切信息，例如電網(wǎng)的狀態(tài)和開關(guān)數(shù)據(jù)，電流、電 壓的大小、開關(guān)的狀態(tài)等，各變電站所接負(fù)荷，線路傳輸功率，電壓、電流參數(shù)，開關(guān)信息等 等)，數(shù)據(jù)處理單元12根據(jù)數(shù)據(jù)庫中變電站負(fù)荷的重要性程度，以及電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信 息和開關(guān)信息，給出當(dāng)前所有安裝有備用電源自動(dòng)投切的變電站線負(fù)荷饋線聯(lián)切列表；數(shù) 據(jù)發(fā)送單元13定時(shí)向廠站端的備用電源自動(dòng)投切裝置下發(fā)負(fù)荷饋線聯(lián)切列表。廠站端2設(shè)有主控單元，其包括接收單元21，檢測(cè)單元22、處理執(zhí)行單元23，接收 單元21定時(shí)接收并存儲(chǔ)由主站端1發(fā)過來的該站當(dāng)前的負(fù)荷饋線聯(lián)切列表，檢測(cè)單元22 在線檢測(cè)備用電源自動(dòng)投切是否滿足常規(guī)動(dòng)作條件，若不滿足動(dòng)作條件，則返回繼續(xù)接收 并存儲(chǔ)主站端的遠(yuǎn)方控制指令；若滿足動(dòng)作條件，則處理執(zhí)行單元23按照備用電源自動(dòng)投 切當(dāng)前的遠(yuǎn)方控制指令，先合上備用電源側(cè)的線路開關(guān)，然后切除掉負(fù)荷饋線聯(lián)切列表中 要求切除的負(fù)荷饋線，最后并向主站發(fā)出“已動(dòng)作”的信息。在此說明一點(diǎn)，由于電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信息和開關(guān)信息是動(dòng)態(tài)變化的，所以上述 控制流程也是動(dòng)態(tài)的。圖5為廣域備用電源自動(dòng)投切控制系統(tǒng)主站端的軟件結(jié)構(gòu)圖，由于備用電源自動(dòng) 投切裝置隸屬于眾多的電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)，因此所研制的“廣域備用電源自動(dòng)投 切控制系統(tǒng)”軟件系統(tǒng)一般可嵌入到電網(wǎng)調(diào)度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件內(nèi)。圖5中虛框501內(nèi)的部分就是本實(shí)用新型所提出“廣域備用電源自動(dòng)投切控制決 策方法”，它根據(jù)電網(wǎng)的狀態(tài)和開關(guān)數(shù)據(jù)生成“電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)程序”，形成潮流分析邊界計(jì)算條件及批處理文件，進(jìn)行潮流計(jì)算的申請(qǐng)，系統(tǒng)首先檢查是否滿足靜態(tài)安全校驗(yàn)安全， 若校驗(yàn)不合格則根據(jù)“ 10 %遞減法”搜索法，減少備用電源自動(dòng)投切裝置所在變電站母線的 負(fù)荷值(可轉(zhuǎn)移負(fù)荷值)，直至安全校驗(yàn)合格，保存合格的可轉(zhuǎn)移負(fù)荷值為該備自投的控制 允許定值，完成備用電源自動(dòng)投切實(shí)時(shí)控制定值和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，最后向遠(yuǎn)方各個(gè)備用電源 自動(dòng)投切裝置下發(fā)相應(yīng)的負(fù)荷饋線聯(lián)切列表。而“電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)程序”是現(xiàn)代電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)配置的 高級(jí)應(yīng)用軟件。圖6是廣域備用電源自動(dòng)投切裝置的邏輯示意圖，圖中包含兩個(gè)部分，其一是常 規(guī)備用電源自動(dòng)投切裝置的常規(guī)邏輯，有獨(dú)立起動(dòng)段，充電保護(hù)，進(jìn)行開關(guān)模式；另一部分 是本實(shí)用新型新加部分，通過接受由主站端發(fā)過來的一個(gè)遠(yuǎn)方負(fù)荷饋線聯(lián)切列表，在線檢 測(cè)備用電源自動(dòng)投切裝置是否滿足常規(guī)動(dòng)作條件，若不滿足動(dòng)作條件，則返回繼續(xù)接收并 存儲(chǔ)主站端的遠(yuǎn)方控制指令，若滿足動(dòng)作條件，則先按照備用電源自動(dòng)投切裝置當(dāng)前的遠(yuǎn) 方控制指令，先合上備用電源側(cè)的線路開關(guān)，然后切除掉列表中要求切除的負(fù)荷饋線，然后 并向主站發(fā)出“已動(dòng)作”的信息。備用電源自動(dòng)投切裝置動(dòng)作后，根據(jù)裝置最近一次從主站 端接收“廣域備用電源自動(dòng)投切本站負(fù)荷饋線聯(lián)切列表定值”作為聯(lián)切策略，以“先投后切” 模式完成負(fù)荷聯(lián)切動(dòng)作過程，期間裝置對(duì)被切負(fù)荷線路發(fā)延時(shí)命令，一般為200ms。并通過 軟壓板實(shí)現(xiàn)裝置的在主控站的遠(yuǎn)方遙控投退功能；通過硬壓板實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)方、就地”切換。廠端備用電源自動(dòng)投切裝置應(yīng)具備兩種功能(1)基本功能，即原傳統(tǒng)備用電源 自動(dòng)投切裝置的“就地控制”的全部功能；(2)接收主站端廣域控制的“遠(yuǎn)方控制”功能。外部電流及電壓經(jīng)隔離互感器隔離變換后輸入，經(jīng)低通濾波器輸入至模數(shù)變換 器，CPU采樣后對(duì)數(shù)字進(jìn)行處理，構(gòu)成各種保護(hù)繼電器，并計(jì)算各種遙測(cè)量。UAU UBU UCl為I母電壓，角結(jié)輸入；UA2、UB2、UC2為II母電壓，角結(jié)輸入。UJxU UJx2為兩進(jìn)線線路PT的相間電壓輸入。IJXU IJX2為兩進(jìn)線一相電流，用于防止PT斷線時(shí)裝置誤起動(dòng)。IAC、IBC、ICC為專用測(cè)量CT輸入。裝置引入兩段母線電壓(Uab 1、Ubcl、Ucal、Uab2、Ubc2、Uca2)，用于有壓、無壓判 別。引入兩段進(jìn)線電壓(Uxl、Ux2)作為自投準(zhǔn)備及動(dòng)作的輔助判據(jù)，可經(jīng)控制字選擇是否 使用。每個(gè)進(jìn)線開關(guān)各引入一相電流(I 1、12)，是為了防止PT三相斷線后造成橋開關(guān)誤投， 也是為了更好的確認(rèn)進(jìn)線開關(guān)已跳開。裝置引入1DL、2DL、3DL開關(guān)位置接點(diǎn)(TWJ)，作為系統(tǒng)運(yùn)行方式判別，自投準(zhǔn)備及 選擇自投方式。引入了 1DL、2DL、3DL開關(guān)的合后位置信號(hào)(從開關(guān)操作回路引來)，作為各 種運(yùn)行情況下自投的閉鎖。另外還分別引入了閉鎖方式1自投，閉鎖方式2自投，閉鎖方式 3、4自投三個(gè)輸入。裝置輸出接點(diǎn)有跳1DL、2DL，3DL合1DL、2DL、3DL各一付接點(diǎn)，一組遙控跳合輸出。 信號(hào)輸出分別為裝置閉鎖(可監(jiān)視直流失電，常閉接點(diǎn))，裝置報(bào)警，保護(hù)動(dòng)作各一付接
點(diǎn)ο裝置還有32路負(fù)荷聯(lián)切輸出接點(diǎn)，用于備用電源自動(dòng)投切動(dòng)作后切負(fù)荷。1)線路備用電源自動(dòng)投切(方式1)#1進(jìn)線運(yùn)行，#2進(jìn)線備用，S卩1DL、3DL在合位，2DL在分位。當(dāng)#1進(jìn)線電源因故障或其它原因被斷開后，#2進(jìn)線備用電源應(yīng)能自動(dòng)投入，且只允許動(dòng)作一次。為了滿足這 個(gè)要求，設(shè)計(jì)了類似于線路自動(dòng)重合閘的充電過程，只有在充電完成后才允許自投。充電條件a) I母、II母均三相有壓，當(dāng)#2線路電壓檢查控制字投入時(shí)，#2線路有 壓(Ux2)b)lDL、3DL 在合位，2DL 在分位經(jīng)15秒后充電完成。放電條件a)當(dāng)#2線路電壓檢查控制字投入時(shí)，#2線路無壓(Ux2)b)2DL 合上c)手跳 IDL 或 3DLd)其它外部閉鎖信號(hào)e)整定控制字不允許#2進(jìn)線開關(guān)自投動(dòng)作過程當(dāng)充電完成后，I母、II母均無壓，Ux2有壓，Il無流，延時(shí)Tbl跳開1DL， 確認(rèn)IDL跳開后，合2DL。2)線路備用電源自動(dòng)投切(方式2)方式2過程同方式1。#2線路運(yùn)行，1#線路備用。充電條件a) I母、II母均三相有壓，當(dāng)#1線路電壓檢查控制字投入時(shí)，#1線路有 壓(Uxl)；b)2DL、3DL 在合位，IDL 在分位。經(jīng)15秒后充電完成。放電條件a)當(dāng)#1線路電壓檢查控制字投入時(shí)，#1線路無壓(Uxl)；b) IDL 合上;c)手跳 2DL 或 3DL;d)其它外部閉鎖信號(hào)；e)整定控制字不允許#1進(jìn)線開關(guān)自投。動(dòng)作過程當(dāng)充電完成后，I母、II母均無壓，Uxl有壓，12無流，延時(shí)Tb2跳開2DL， 確認(rèn)2DL跳開后，合1DL。3)橋開關(guān)備用電源自動(dòng)投切(方式3、方式4) 當(dāng)兩段母線分列運(yùn)行時(shí)，裝置選擇橋開關(guān)自投方案。充電條件a) I母、II母均三相有壓；b)lDL、2DL 在合位，3DL 在分位。經(jīng)15秒后充電完成。放電條件a) 3DL在合位；b) I母、II母均三相無壓；c)手跳 IDL 或 2DL;d)其它外部閉鎖信號(hào)，如變壓器內(nèi)部故障等。動(dòng)作過程當(dāng)充電完成后a)方式3:1母無壓、#1進(jìn)線無流，II母有壓，方式3自投整定控制字允許，則經(jīng) Tb3延時(shí)后，跳1DL，確認(rèn)IDL跳開后合3DL。b)方式4:11母無壓、#2進(jìn)線無流，I母有壓，方式4自投整定控制字允許，則經(jīng)Tb4延時(shí)后，跳2DL，確認(rèn)2DL跳開后合3DL。4)母聯(lián)充電保護(hù)裝置專門設(shè)置一段三相過電流保護(hù)和一段零序過流保護(hù)用于母線充電保護(hù)，在母 聯(lián)開關(guān)合上500ms內(nèi)自動(dòng)投入，母聯(lián)充電保護(hù)可用壓板投退。5)負(fù)荷聯(lián)切保護(hù)(本實(shí)用新型申請(qǐng)中新增加的功能)裝置備用電源自動(dòng)投切動(dòng)作后，根據(jù)裝置最近一次從主站端接收“廣域備用電源 自動(dòng)投切本站負(fù)荷聯(lián)切列表定值”作為聯(lián)切策略，以“先投后切”模式完成負(fù)荷聯(lián)切動(dòng)作過 程，具體流程如下廣域備用電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)包括(1)“對(duì)電力系統(tǒng)廣 域狀態(tài)信息和開關(guān)信息”的數(shù)據(jù)采集；(2)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制決策；(3)并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中變 電站負(fù)荷的重要性程度，給出當(dāng)前所有安裝有備用電源自動(dòng)投切的變電站負(fù)荷饋線聯(lián)切列 表；(4)最后定時(shí)向遠(yuǎn)方各個(gè)廠站端的備用電源自動(dòng)投切裝置下發(fā)負(fù)荷饋線聯(lián)切列表。底 層的備用電源自動(dòng)投切裝置包括(1)定時(shí)接收并存儲(chǔ)由主站端發(fā)過來的一個(gè)遠(yuǎn)方負(fù)荷饋 線聯(lián)切列表；(2)在線檢測(cè)備自投是否滿足常規(guī)動(dòng)作條件；(3)若不滿足動(dòng)作條件，則返回 繼續(xù)接收并存儲(chǔ)主站端的遠(yuǎn)方控制指令；(4)若滿足動(dòng)作條件，則先按照備自投當(dāng)前的遠(yuǎn) 方控制指令，先合上備用電源側(cè)的線路開關(guān)，然后切除掉列表中要求切除的負(fù)荷饋線，然后 并向主站發(fā)出“已動(dòng)作”的信息。期間裝置對(duì)被切負(fù)荷線路發(fā)200ms跳閘命令。裝置的負(fù) 荷聯(lián)切保護(hù)動(dòng)作邏輯圖可見圖6。6) PT 斷線I母PT斷線判別a)正序電壓小于30V時(shí)，Il大于0. 061η或IDL在跳位、3DL在合位12大于 0.061η ；b)負(fù)序電壓大于8V。滿足以上任一條件延時(shí)2. 5秒報(bào)I母PT斷線，斷線消失后延時(shí)10秒返回。II母PT斷線判據(jù)與I母類同。線路PT斷線判別整定控制字要求檢查線路電壓，若線路電壓Uxl (Ux2)小于 0. 3Un (Un = IOOV)且Il (12)大于0. 061η，經(jīng)2. 5秒報(bào)#1 (#2)線路PT斷線，斷線消失后延 時(shí)10秒返回。7)裝置告警當(dāng)CPU檢測(cè)到本身硬件故障時(shí)，發(fā)出裝置報(bào)警信號(hào)同時(shí)閉鎖整套保護(hù)。硬件故障 包括FLASHR0M、RAM,定值出錯(cuò)。當(dāng)CPU檢測(cè)到下列故障時(shí)，發(fā)出運(yùn)行異常報(bào)警a)開關(guān)有電流(I1、I2、IA 或 IB 或 IC)而相應(yīng)的 TWJ(1DL、2DL、3DL)為“1”，經(jīng) 10 秒延時(shí)報(bào)相應(yīng)的TWJ異常，并閉鎖備用電源自投；b) I母、II母PT斷線、線路PT斷線。8)遙信功能遙信量主要有4路遙信開入、變位遙信及事故遙信，并作事件順序記錄，遙信分 辨率小于2ms ο9)對(duì)時(shí)功能[0152]裝置具備網(wǎng)絡(luò)軟件校時(shí)與硬件脈沖對(duì)時(shí)功能。10)備用電源自動(dòng)投切裝置遠(yuǎn)方投退功能(本實(shí)用新型申請(qǐng)中新增加的功能)裝置增設(shè)“備用電源自動(dòng)投切遠(yuǎn)方投退”軟壓板實(shí)現(xiàn)裝置的在主控站的遠(yuǎn)方遙控 投退功能。11)備用電源自動(dòng)投切“遠(yuǎn)方、就地”切換(本實(shí)用新型申請(qǐng)中新增加的功能)裝置增設(shè)“備用電源自動(dòng)投切遠(yuǎn)方、就地”切換硬壓板，壓板投入表示備用電源自 動(dòng)投切裝置采用遠(yuǎn)方功能，退出表示裝置采用就地功能。當(dāng)采用就地功能時(shí)，裝置不接受 “主控站廣域負(fù)荷聯(lián)切列表定值”以及遠(yuǎn)方投退裝置命令。
權(quán)利要求一種電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)，其特征是包括廣域備用電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(1)，以及多個(gè)底層的備用電源自動(dòng)投切裝置(2)，廣域備用電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(1)與各備用電源自動(dòng)投切裝置(2)之間通過電力系統(tǒng)專用通訊網(wǎng)絡(luò)(3)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和遠(yuǎn)方通信，構(gòu)成一個(gè)高、低層結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)分層分布式廣域控制系統(tǒng)；所述的廣域備用電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(1)含數(shù)據(jù)采集單元(11)，數(shù)據(jù)處理單元(12)及數(shù)據(jù)發(fā)送單元(13)，數(shù)據(jù)采集單元(11)采集電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信息和開關(guān)信息，數(shù)據(jù)處理單元(12)根據(jù)電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)和開關(guān)信息以及數(shù)據(jù)庫中變電站負(fù)荷的重要性程度，采用廣域備用電源自動(dòng)投切控制決策方法給出當(dāng)前所有安裝有備用電源自動(dòng)投切裝置(2)的變電站負(fù)荷饋線聯(lián)切列表；數(shù)據(jù)發(fā)送單元(13)定時(shí)向各備用電源自動(dòng)投切裝置(2)下發(fā)負(fù)荷饋線聯(lián)切列表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)，其特征是 所述的備用電源自動(dòng)投切裝置(2)設(shè)有主控單元，其包括接收單元(21)，檢測(cè)單元(22)、處 理執(zhí)行單元(23)，接收單元(21)通過電力系統(tǒng)專用通訊網(wǎng)絡(luò)(3)接收并存儲(chǔ)由廣域備用 電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(1)發(fā)過來的本備用電源自動(dòng)投切裝置(2)當(dāng)前的負(fù) 荷饋線聯(lián)切列表，檢測(cè)單元(22)在線檢測(cè)本備用電源自動(dòng)投切裝置(2)是否滿足常規(guī)動(dòng)作 條件，處理執(zhí)行單元(23)在接收到檢測(cè)單元(22)發(fā)出的本備用電源自動(dòng)投切裝置(2)滿 足常規(guī)動(dòng)作條件的情況下先合上本備用電源自動(dòng)投切裝置(2)電源側(cè)的線路開關(guān)，再按照 本備用電源自動(dòng)投切裝置(2)當(dāng)前的遠(yuǎn)方控制指令，然后切除掉負(fù)荷饋線聯(lián)切列表中要求 切除的負(fù)荷饋線，并向廣域備用電源自動(dòng)投切計(jì)算機(jī)信息和控制平臺(tái)(1)發(fā)出已動(dòng)作的信 肩、ο
專利摘要一種電力系統(tǒng)廣域備用電源自動(dòng)投切廣域控制系統(tǒng)主站端含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)發(fā)送單元，采集單元采集電力系統(tǒng)廣域狀態(tài)信息和各開關(guān)信息，處理單元給出變電站負(fù)荷饋線聯(lián)切列表；發(fā)送單元向廠站端下發(fā)負(fù)荷饋線聯(lián)切列表；廠站端設(shè)有主控單元，包括接收，檢測(cè)、處理執(zhí)行單元，接收單元接收并存儲(chǔ)該站當(dāng)前的負(fù)荷饋線聯(lián)切列表，檢測(cè)單元在線檢測(cè)是否滿足常規(guī)動(dòng)作條件，處理執(zhí)行單元先合上備用電源側(cè)的線路開關(guān)，然后切除掉要求切除的負(fù)荷饋線，最后并向主站發(fā)出“已動(dòng)作”的信息。主站端與各廠站端之間通過電力系統(tǒng)專用通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和遠(yuǎn)方通信。本系統(tǒng)能達(dá)到根據(jù)“全部電力系統(tǒng)狀態(tài)信息”實(shí)現(xiàn)“廣域控制”的效果，且動(dòng)作過程可靠。
文檔編號(hào)H02J9/06GK201623529SQ200920237260
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者余濤, 張杰明, 張艷峰, 楊海健, 胡海峰, 胡細(xì)兵, 鄧軒然, 陳曦, 陳莉莉, 馬秉偉, 黃煒 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司肇慶供電局;華南理工大學(xué)