一種基于廣域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享的小水電站保護控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護和安全控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于區(qū)域電網(wǎng)電氣量和狀態(tài)量信息共享的繼電保護和安全控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的開展，智能電網(wǎng)的特征帶來的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、分布式電源接入、微網(wǎng)運行等技術(shù)，對繼電保護提出了新的要求，基于本地測量信息及少量區(qū)域信息的常規(guī)保護在解決這些問題時面臨較大的困難。同時，智能電網(wǎng)建設(shè)中新技術(shù)(如新型傳感器技術(shù)、時鐘同步及數(shù)據(jù)同步技術(shù)、計算機技術(shù)、光纖通信技術(shù)等)的研宄與應(yīng)用也給繼電保護的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。在以上因素的促進下，基于廣域測量信息，從系統(tǒng)的角度綜合考慮繼電保護設(shè)計和配置的廣域繼電保護得到了越來越多的關(guān)注。
[0003]此外，廣域同步測量技術(shù)的采用是智能電網(wǎng)建設(shè)的一個重要方面。廣域測量技術(shù)借助全球時鐘同步技術(shù)和高速的通信技術(shù)，實現(xiàn)了大范圍、海量數(shù)據(jù)的實時同步，使得基于大范圍區(qū)域的高精度動態(tài)信息的實時決策成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決帶有小水電的區(qū)域電網(wǎng)故障時直接將小水電切除擴大了停電時間和停電范圍的問題，本發(fā)明公開了一種基于廣域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享的小水電站保護控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，將關(guān)聯(lián)緊密的若干變電站和小水電站作為一個區(qū)域電網(wǎng)，區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的多個變電站和小水電站分別設(shè)置子站裝置，各子站裝置通過光纖互聯(lián)，利用同步時鐘采集同步數(shù)據(jù)，信息共享，構(gòu)建新型穩(wěn)定保護控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用了多個點共享同步信息，當變電站電源線路發(fā)生故障時，能夠迅速切除故障電源線路，同時根據(jù)當前小水電站提供的功率數(shù)據(jù)，在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)智能地切除負荷，使當前區(qū)域電網(wǎng)功率平衡，避免全部區(qū)域失電的情況。當故障線路恢復(fù)供電后，本系統(tǒng)能夠自動將切除的負荷恢復(fù)供電，提高了整個區(qū)域的供電可靠性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案:一種基于廣域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享的小水電站保護控制系統(tǒng)，其特征在于:基于高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，將關(guān)聯(lián)緊密的若干變電站和小水電站作為一個區(qū)域電網(wǎng)，區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的多個變電站和小水電站分別設(shè)置智能保護控制子站裝置，各子站裝置通過光纖互聯(lián)，利用同步時鐘采集同步數(shù)據(jù)，信息共享，構(gòu)建新型穩(wěn)定保護控制系統(tǒng)；當變電站電源線路發(fā)生故障時，能夠迅速切除故障電源線路，同時根據(jù)當前小水電站提供的功率數(shù)據(jù)，在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)智能地切除負荷；當故障線路恢復(fù)供電后，自動將切除的負荷恢復(fù)供電。
[0006]一種基于廣域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享的小水電站保護控制系統(tǒng)，基于高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，將關(guān)聯(lián)緊密的若干變電站和小水電站作為一個區(qū)域電網(wǎng)，所述區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每一個變電站和小水電站均作為一個站點，各站點之間通過高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)共享同步數(shù)據(jù)，所述控制保護系統(tǒng)通過安裝在區(qū)域電網(wǎng)的各站點中的智能保護子站裝置實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的小水電控制保護，其特征在于:
[0007]所述小水電站保護控制系統(tǒng)包括智能保護控制主站裝置和安裝在各站點中的智能保護控制子站裝置，智能保護主站裝置負責整個區(qū)域電網(wǎng)保護控制功能，智能保護控制子站裝置負責所在站點的保護控制功能；
[0008]所述智能保護控制子站裝置具有數(shù)據(jù)采集模塊和計算模塊，利用GPS衛(wèi)星同步時鐘實現(xiàn)對所屬站點的電網(wǎng)電壓、電流以及狀態(tài)量的同步采集，并計算所屬站點內(nèi)電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位、頻率、有功功率和無功功率數(shù)據(jù)，通過所述高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)將所計算的電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位、頻率和有功功率、無功功率數(shù)據(jù)以及測量到的狀態(tài)量數(shù)據(jù)連同計算時刻的GPS時間信息傳送到區(qū)域電網(wǎng)中的智能保護控制主站裝置；智能保護控制主站裝置根據(jù)各站點上送的共享數(shù)據(jù)進行計算和分析以判斷被保護的區(qū)域電網(wǎng)是否發(fā)生了異常和故障，進而根據(jù)判斷的結(jié)果和區(qū)域電網(wǎng)的綜合信息生成相應(yīng)的控制命令，通過高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)下達給相應(yīng)站點的智能保護控制子站裝置；同時實時存儲收集到的所述共享數(shù)據(jù)，并記錄下達給智能保護控制子站裝置的各種命令和發(fā)出的其他信息，以備日后查詢分析。
[0009]本發(fā)明還進一步包括以下優(yōu)選方案:
[0010]對于區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)聯(lián)絡(luò)線路，智能保護控制主站裝置采用差動保護原理進行故障判定。
[0011]對于區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)具有分支的線路，將距離區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電源最近的分支的一端作為差動保護的一側(cè)，將其它分支的電流做相量和計算后作為差動保護的另外一側(cè)，將兩側(cè)電流的相量和的幅值作為差動電流，將兩側(cè)電流相量差的幅值作為制動電流，采用比率制動特性進行判定。
[0012]由于數(shù)據(jù)共享，智能保護控制主站裝置可以將區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有線路同時使用差動保護技術(shù)來判定，準確判定故障線路，當發(fā)生電流互感器斷線時，根據(jù)控制字的設(shè)置來決定是否閉鎖差動保護。
[0013]對于只屬于某一站點的線路和電氣元件，智能保護控制子站裝置采用所采集的該站點內(nèi)的模擬量進行該站點的全站集成式保護，其中線路保護采用3段式距離保護、4段零序方向保護；主變及后備保護采用分相差動保護、零序差動保護、復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護。
[0014]當區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)變電站電源線路故障時，變電站內(nèi)安裝的智能保護控制子站裝置將切除電源線路；同時，智能保護控制主站裝置根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)小水電的出力數(shù)據(jù)，切除部分次要負荷，以達到區(qū)域系統(tǒng)功率平衡，等到變電站電源線路故障排除后，再將切除的負荷恢復(fù)供電。
[0015]本發(fā)明可減少停電時間60%以上，縮小停電區(qū)域。
【附圖說明】
[0016]如圖1所示為本發(fā)明區(qū)域電網(wǎng)保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面根據(jù)說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
[0018]本發(fā)明公開了一種基于區(qū)域數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享的小水電保護控制系統(tǒng)，所述區(qū)域電網(wǎng)是由若干站點組成，所述站點為變電站和小水電站，各站點之間通過高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，共享同步數(shù)據(jù)，所述控制保護系統(tǒng)通過安裝在被保護區(qū)域電網(wǎng)的各站點中的智能保護控制裝置實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的小水電控制保護，整個區(qū)域電網(wǎng)的保護控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖1所示。所述區(qū)域電網(wǎng)各子站根據(jù)規(guī)模配置子站裝置，站內(nèi)配置以太網(wǎng)轉(zhuǎn)2M設(shè)備，將數(shù)據(jù)通過站內(nèi)的SDH通道與主站實現(xiàn)點對點連接。主站配置主站裝置，2M轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備，將數(shù)據(jù)從子站收集到主站。主站設(shè)置在其中一個子站內(nèi)，各站同時配置GPS時鐘裝置，可以將區(qū)域各站的時鐘同步，時間誤差不超過2微秒。
[0019]所述智能保護控制裝置配置為智能保護控制主站裝置和智能保護控制子站裝置，智能保護主站裝置負責整個區(qū)域電網(wǎng)保護控制功能，智能保護控制子站裝置負責所在站點的保護控制功能；
[0020]所述智能保護控制子站裝置具有數(shù)據(jù)采集模塊和計算模塊，利用GPS衛(wèi)星同步時鐘實現(xiàn)對區(qū)域電網(wǎng)電壓、電流以及狀態(tài)量的同步測量，并計算所述區(qū)域電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位、頻率、有功功率和無功功率數(shù)據(jù)，通過所述網(wǎng)絡(luò)將所計算的電網(wǎng)電壓、電流的幅值、相位、頻率和有功功率、無功功率數(shù)據(jù)以及測量到的狀態(tài)量數(shù)據(jù)連同計算時刻的GPS時間信息傳送到區(qū)域電網(wǎng)中的其他站點；
[0021]智能保護控制主站裝置根據(jù)各站點上送的共享數(shù)據(jù)進行計算和分析以判斷被保護的電網(wǎng)是否發(fā)生了異常和故障，進而根據(jù)判斷的結(jié)果和電網(wǎng)的綜合信息生成相應(yīng)的控制命令，通過網(wǎng)絡(luò)下達給相應(yīng)站點的智能保護控制子站裝置；同時實時存儲收集到的數(shù)據(jù)，并記錄下達給智能保護控制子站裝置的各種命令和發(fā)出的其他信息，以備日后查詢分析。
[0022]對于區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)聯(lián)絡(luò)線路故障，智能保護控制主站裝置采用差動保護技術(shù)進行故障判定，對于具有分支的線路，將距離區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)電源最近的分支的一端作為差動保護的一側(cè)，將其它分支的電流做相量和計算后作為差動保護的另外一側(cè)，將兩側(cè)電流的相量和的幅值作為差動電流，將兩側(cè)電流相量差的