本發(fā)明涉及電網(wǎng)保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

如今電已經(jīng)深入到千家萬戶，電網(wǎng)的安全保護問題越來越受到關(guān)注。隨著通信技術(shù)、自動化技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，電力保護技術(shù)也在不斷進步。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)和消費系統(tǒng)。

目前，電力系統(tǒng)保護技術(shù)主要是單獨針對故障元件進行繼電保護，然而，簡單的切除故障設(shè)備會對整個電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響；通過安全自動化裝置構(gòu)建電力系統(tǒng)另一道安全防護，由于繼電保護裝置與安全自動化裝置之間完全分開布置，各裝置之間的保護功能相對單一、孤立；再加上安全自動化裝置采用事后控制的方式，事故處理速度緩慢。

因此，如何構(gòu)建一種有效的電氣設(shè)備網(wǎng)絡(luò)保護，提高電氣設(shè)備故障事故的處理速度是目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明公開了一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置和系統(tǒng)，能夠?qū)⒃O(shè)備保護與安全自動化控制聯(lián)系起來，實現(xiàn)快速處理電氣設(shè)備故障事故的目的。

本發(fā)明公開了一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置，包括：

采集單元、基本保護單元和控制單元；

其中，所述采集單元與所述基本保護單元、所述控制單元通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接；所述采集單元用于實時采集與所述網(wǎng)絡(luò)保護裝置的各電氣設(shè)備的電氣量信息，并將采集到的所述電氣量信息經(jīng)所述傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述基本保護單元和所述控制單元；

所述基本保護單元根據(jù)接收到的所述電氣量信息對所述電氣設(shè)備中發(fā)生故障的設(shè)備下達指令進行保護動作；

所述控制單元根據(jù)接收到的所述電氣量信息下發(fā)控制指令，以便進行所述保護動作前后的適應(yīng)性安全調(diào)節(jié)控制。

優(yōu)選的，所述裝置，還包括：

智能轉(zhuǎn)換單元；

其中，所述智能轉(zhuǎn)換單元通過所述傳輸網(wǎng)絡(luò)與所述基本保護單元和控制單元連接，用于對所述基本保護單元和控制單元的下達的指令進行轉(zhuǎn)化，以獲得所述電氣設(shè)備識別的電氣化指令。

優(yōu)選的，所述采集單元，包括：

光電流互感器；

其中，所述光電流互感器用于采集所述網(wǎng)絡(luò)保護裝置連接的各電氣設(shè)備的電流信息。

優(yōu)選的，所述采集單元，包括：

光電壓互感器；

其中，所述光電壓互感器用于采集所述網(wǎng)絡(luò)保護裝置連接的各電氣設(shè)備的電壓信息。

優(yōu)選的，所述采集單元、所述基本保護單元以及所述控制單元之間通過光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)進行通信。

優(yōu)選的，所述采集單元與所述基本保護單元、所述控制單元通過第一傳輸網(wǎng)絡(luò)和第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接；

其中，所述第一傳輸網(wǎng)絡(luò)和第二傳輸網(wǎng)絡(luò)用于同步傳輸所述采集單元采集的電氣量信息，并且還用于傳輸所述基本保護單元下達的動作指令和所述控制單元下達的控制指令。

本發(fā)明公開了一種電力網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)，包括：

發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元；

其中，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元分別包含一個或多個權(quán)利要求1-6任意一項的網(wǎng)絡(luò)保護裝置，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元之間進行相互通信。

優(yōu)選的，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元之間通過專網(wǎng)實現(xiàn)相互通信；

其中，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元中任一網(wǎng)絡(luò)保護裝置的控制單元下發(fā)的控制指令通過專網(wǎng)傳送到另一網(wǎng)絡(luò)保護單元，實現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間的通信。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)，還包括：

調(diào)度單元；

其中，所述調(diào)度單元分別與所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元連接，用于將所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元中任一網(wǎng)絡(luò)保護裝置的控制單元下發(fā)的控制指令經(jīng)所述調(diào)度單元傳送到另一網(wǎng)絡(luò)保護單元，實現(xiàn)所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元之間的通信。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明公開了一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置，其中，采集單元能夠?qū)崟r采集與所在網(wǎng)絡(luò)保護裝置連接的各電氣設(shè)備的電氣量信息，并將采集到的所述電氣量信息經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給基本保護單元和控制單元，從而將電氣設(shè)備的保護與安全自動化控制聯(lián)系起來；所述基本保護單元根據(jù)接收到的電氣量信息對與所述網(wǎng)絡(luò)保護裝置連接的發(fā)生故障的電氣設(shè)備下達指令進行保護動作，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)保護，并且，所述控制單元根據(jù)接收到的電氣量信息下達控制指令進行所述保護動作前后的調(diào)節(jié)控制，能夠在保護動作后快速進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制各電氣量，避免其他電氣設(shè)備受故障事故的影響，從而提高電氣設(shè)備故障事故的處理速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例公開的一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明另一實施例公開的一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實施例公開的一種電力網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明另一實施例公開的一種電力網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明公開了一種電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置101，參見圖1，所述裝置包括：

采集單元102、基本保護單元103和控制單元104；

其中，所述采集單元102與所述基本保護單元103、所述控制單元104通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接；所述采集單元102實時采集與所述網(wǎng)絡(luò)保護裝置101連接的各電氣設(shè)備的電氣量信息，并將采集到的所述電氣量信息經(jīng)所述傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述基本保護單元103和所述控制單元103。其中電氣量信息是指在電力系統(tǒng)中與電有直接關(guān)系的參數(shù)，常見有電壓值，電流值、頻率、阻抗、電容等等。本實施例中，優(yōu)選的電氣量采用穩(wěn)定性較好的光電流、光電壓電氣量，分別由光電流互感器、光電壓互感器采集得到。

所述基本保護單元103根據(jù)接收到的所述電氣量信息對所述電氣設(shè)備中發(fā)生故障的設(shè)備下達指令進行保護動作；其中，保護動作主要是對發(fā)生故障的電氣設(shè)備進行斷開隔離，主要是將與電氣設(shè)備連接的繼電器、斷路器或者隔離開關(guān)等一次設(shè)備進行斷開操作，從而實現(xiàn)對電氣設(shè)備的隔離保護。

所述控制單元104根據(jù)接收到的所述電氣量信息下發(fā)控制指令，以進行所述保護動作前后的適應(yīng)性安全調(diào)節(jié)控制；其中，所述適應(yīng)性安全調(diào)節(jié)控制主要是指防止電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定和避免電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電而進行的自動保護控制，如備用電源自投、自動聯(lián)切負荷、自動低頻(低壓)減負荷、事故減功率、事故切機、電氣制動、自動解列、振蕩解列及自動快速調(diào)節(jié)勵磁等。

需要說明的是，所述采集單元102與所述基本保護單元103、所述控制單元104和電氣設(shè)備共同組成一個網(wǎng)絡(luò)。其中，所述采集單元102能采集網(wǎng)絡(luò)中各電氣設(shè)備的所有電氣量，并將采集到的電氣量提供給基本保護單元103及控制單元104，這樣，電氣設(shè)備的保護功能不再是孤立的，而是統(tǒng)一采集網(wǎng)絡(luò)中各電氣設(shè)備的電氣量信息，再由基本控制單元103根據(jù)采集到的電氣量信息對發(fā)生故障的設(shè)備下達指令進行隔離保護，這樣大大減少了電力系統(tǒng)中裝置的數(shù)量，簡化回路結(jié)構(gòu)，需要支付的裝置成本和人工成本降低。并且控制單元104也是實時獲取網(wǎng)絡(luò)中各電氣量信息，當(dāng)基本保護單元103對發(fā)生故障的電氣設(shè)備進行切除動作之前，控制單元104會根據(jù)電氣量信息下發(fā)控制指令，根據(jù)提前設(shè)定的自適應(yīng)性安全控制策略進行切除動作前的適應(yīng)性安全調(diào)節(jié)控制，從而避免隔離故障設(shè)備對電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。也就是說，本實例中的控制單元104能夠在保護動作前實施安全調(diào)節(jié)控制，對隔離故障電氣設(shè)備可能受到影響的其他設(shè)備進行保護，這樣在基本保護單元103對故障電氣設(shè)備進行隔離保護后，電力系統(tǒng)內(nèi)的各電氣量依然保持平衡。本實施例中的控制單元104針對單純的事后控制來說，電氣設(shè)備故障事故的處理速度得到提高。

本實施例中，采集單元102能夠?qū)崟r采集與所在網(wǎng)絡(luò)保護裝置101連接的各電氣設(shè)備的電氣量信息，并將采集到的所述電氣量信息經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給基本保護單元103和控制單元104，從而將電氣設(shè)備的保護與安全自動化控制聯(lián)系起來；所述基本保護單元103根據(jù)接收到的電氣量信息對與所述網(wǎng)絡(luò)保護裝置101連接的發(fā)生故障的電氣設(shè)備下達指令進行保護動作，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)保護，并且，所述控制單元104根據(jù)接收到的電氣量信息下達控制指令進行所述保護動作前后的調(diào)節(jié)控制，能夠在保護動作前自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制各電氣量，避免其他電氣設(shè)備受故障事故的影響，從而提高電氣設(shè)備故障事故的處理速度。

優(yōu)選的，另一實施例中，參見圖2，所述電力網(wǎng)絡(luò)保護裝置，還包括：

智能轉(zhuǎn)換單元105；其中，所述智能轉(zhuǎn)換單元105通過所述傳輸網(wǎng)絡(luò)與所述基本保護單元103和控制單元104連接，用于對所述基本保護單元103和控制單元104的下達的指令進行轉(zhuǎn)化，以獲得所述電氣設(shè)備識別的電氣化指令。

需要說明的是，基本保護單元103和控制單元104通過傳輸網(wǎng)絡(luò)下達的控制指令，優(yōu)選的，傳輸網(wǎng)絡(luò)為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，所以基本保護單元103和控制單元104下達的控制指令為數(shù)字化信號，而光信號不能直接作用于電氣設(shè)備，需要經(jīng)所述智能轉(zhuǎn)換單元105轉(zhuǎn)化成電氣化命令才能都被電氣設(shè)備識別。

優(yōu)選的，另一實施例中，參見圖2，所述采集單元102與所述基本保護單元103、所述控制單元104通過第一傳輸網(wǎng)絡(luò)和第二傳輸網(wǎng)絡(luò)連接；

其中，所述第一傳輸網(wǎng)絡(luò)和第二傳輸網(wǎng)絡(luò)用于同步傳輸所述采集單元102采集的電氣量信息，并且還用于傳輸所述基本保護單元103下達的動作指令和所述控制單元104下達的控制指令。

本實施例中，采用第一傳輸網(wǎng)絡(luò)和第二傳輸網(wǎng)絡(luò)同時進行數(shù)據(jù)傳輸，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，也就是說，當(dāng)?shù)谝粋鬏斁W(wǎng)絡(luò)或第二傳輸網(wǎng)絡(luò)遭到損壞，數(shù)據(jù)可以通過另一傳輸網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，確保基本保護單元103下達的動作指令和控制單元104下達的控制指令傳送到相應(yīng)的電氣設(shè)備，從而提高網(wǎng)絡(luò)保護的可靠性。

優(yōu)選的，另一實施例中，公開了一種電力網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)111，參見圖3，所述系統(tǒng)包括：

發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109；

其中，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109分別包含一個或多個上述實施例中包含網(wǎng)絡(luò)保護裝置101。例如，發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106針對多個發(fā)電廠的電氣設(shè)備進行保護，考慮到地理條件的限制，每個發(fā)電廠都要布置一個網(wǎng)絡(luò)保護裝置，以便于保護裝置的管理。所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109之間進行相互通信。

需要說明的是，按照潮流方向，將網(wǎng)絡(luò)保護分為發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護、輸電網(wǎng)絡(luò)保護、變電網(wǎng)絡(luò)保護、配電網(wǎng)絡(luò)保護四級，對應(yīng)的保護單元即為發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109。其中，發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106是針對發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)保護，輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107是對送變電線路的網(wǎng)絡(luò)保護，變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108是對供變電所的網(wǎng)絡(luò)保護，配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109是對配電有關(guān)電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)保護。

優(yōu)選的，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109之間通過專網(wǎng)實現(xiàn)相互通信；其中，所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109中任一網(wǎng)絡(luò)保護裝置的控制單元下發(fā)的控制指令通過專網(wǎng)傳送到另一網(wǎng)絡(luò)保護單元，實現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間的通信。

本實施例中，通過將整個電力系統(tǒng)按功能劃分為發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109四部分網(wǎng)絡(luò)保護，并且各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間通過專網(wǎng)進行相互通信。例如，與發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106連接的電氣設(shè)備發(fā)生故障，如果切除這個故障設(shè)備，會對與輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107連接的電氣設(shè)備產(chǎn)生影響。當(dāng)發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106內(nèi)的某一網(wǎng)絡(luò)保護裝置的采集單元采集到異常電氣量信息，相應(yīng)的基本保護單元在進行隔離故障設(shè)備動作之前，為保證整個電力系統(tǒng)的電氣量的穩(wěn)定性，相應(yīng)的控制單元將控制指令通過專網(wǎng)傳輸?shù)捷旊娋W(wǎng)絡(luò)保護單元107內(nèi)的控制單元中，所述輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107內(nèi)的控制單元再根據(jù)控制指令進行相應(yīng)的安全調(diào)節(jié)控制，從而保證整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

優(yōu)選的，另一實施例中，參見圖4，所述電力網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)，還包括：

調(diào)度單元110；

其中，所述調(diào)度單元110分別與所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109連接，用于將所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109中任一網(wǎng)絡(luò)保護裝置的控制單元下發(fā)的控制指令經(jīng)所述調(diào)度單元110傳送到另一網(wǎng)絡(luò)保護單元，實現(xiàn)所述發(fā)電網(wǎng)絡(luò)保護單元106、輸電網(wǎng)絡(luò)保護單元107、變電網(wǎng)絡(luò)保護單元108和配電網(wǎng)絡(luò)保護單元109之間的通信。

需要說明的是，本實施例中任一網(wǎng)絡(luò)保護單元下發(fā)的控制指令都要經(jīng)過調(diào)度單元110才能發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)保護單元中，也就是說，所述調(diào)度單元110能夠根據(jù)接收的控制指令信息，將所述控制指令下發(fā)到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)保護單元進行安全調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間的自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制，從而保證整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相對于各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間通過專網(wǎng)進行通信，通過調(diào)度單元110實現(xiàn)各網(wǎng)路保護單元之間的相互通信成本低，只需在現(xiàn)有的調(diào)度平臺上增加控制指令的調(diào)度功能，利用現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間的相互通信，而通過在各網(wǎng)絡(luò)保護單元之間重新鋪設(shè)專網(wǎng)來實現(xiàn)相互通信成本較高，并且施工復(fù)雜。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。