《大电网站域分布式保护关键技术及应用》

点击下载 ⇩

继电保护是保障电网安全运行的第一道防线,依靠定值区分电气量差异实现故障判别是其基本工作模式。波动性新能源并网和超/特高压输电技术的应用,导致故障电气量变化范围大且与其他工况差异变小甚至混叠。一方面,电网运行方式复杂多变,造成后备保护灵敏度普遍不足,存在着拒动的风险:“6.18”西安南郊站爆炸、“8.9”宁夏清水河站全停等重大事故暴露出了这一巨大隐患:另外,故障后潮流转移过负荷造成保护误动,引发连锁跳闸:据北美电力可靠性委员会统计,“63%的系统性事故与继电保护不正确动作有关”。保护拒动和误动的风险并存,矛盾交织。破解这一矛盾的根本途径是利用故障关联信息对传统保护进行变革,其难点是:挖掘多元电气信息中满足既不拒动又不误动的故障关联特征及分布规律,构建可靠、快速和工程实用的新型保护系统。

《国家中长期科学技术发展规划纲要2006-2020》将“大规模互联电网的安全保障技术”列为优先主题。在国家自然科学基金重点、973、863等项目支持下,经过10余年攻关,创立了站域分布式保护系统,实现了保护原理和模式的重大突破,成果获授权国际发明专利1项,国家发明专利55项;发表SCI论文44篇,EI论文96篇:主要发明点如下:

1.揭示了故障区域不同位置保护故障反应能力的差异特征,发现了内部故障导致电气设备模型参数变化的规律,发明了基于保护逻辑量重叠度和电气量模型异变特征的保护原理,保证了保护的绝对选择性,从根本上解决了传统保护受过负荷和系统振荡影响的难题。

2.创造性地提出了站域集中、站间分布的故障关联信息交互机制,保证了信息融合的快速性、可靠性和工程应用的灵活性;发明了基于虚拟阻抗矩阵的保护关联关系快速识别方法和状态量与电气量双重约束的关联关系可靠性辨识方法,跟踪时间由秒级缩短至10ms以内;发明了保护逻辑信息集成与优化利用技术,实现了保护功能的有机衔接和自适应转化。

3.创立了站域分布式新型保护系统,近后备保护实现全范围速断,远后备动作时间由至少1.5s全部缩短至0.5s以内;发明了跨间隔、跨电压等级的溯源切负荷技术,过负荷消除时间由分钟级降至秒级,解决了故障后潮流转移过负荷引发连锁跳闸系统性事故的难题;发明了源网荷自适应匹配的快速恢复供电技术,电网供电恢复时间由分钟级降至20s以内,有效地提髙了供电可靠性。

项目成果成功应用于辽宁、浙江、广西等多家网省公司的200余座变电站,新增销售额8亿元,新增利润1.7亿元,出口印度、菲律宾、印尼等“一带一路”沿线国,创汇1011万美元。形成国家标准《站域保护控制装置技术导则》(GB/T 34126-2017)、《区域保护控制系统技术导则》(GB/T20150462/3-T-524)。

韩英铎等院士专家组成的鉴定委员会认为该成果“整体处于国际领先水平”美国国家工程院院士、微机保护和PMU创始人A.Gphadke教授评价“提供了世界一流的保护技术”。项目成果获教育部2017年度技术发明一等奖。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。