分区域广域继电保护的系统结构与故障识别

徐晶冉　徐雯

摘 要：为了实现针对广域继电保护 （wide area protection， WAP）脱离理论，走向现实应用，继而相应的提出了有关广域继电保护的相关算法，同时通过类蜂窝结构来实现现实中继电保护，并应用相关系统结构优化的特点，提出了全新的系统结构，即为将区域电网分布集中进行保护的方式，本文主要针对该方法进行相应的研究及探讨。

关键词：电力系统；广域继电保护；系统结构

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.126

1 广域后备保护系统结构

1.1 广域电网的分区域体系

对于广域继电保护最为重要的核心部分是，作为保护电网不受其他因素的影响，维持电网工作正常起到十分重要的作用，其可以针对电网中的同步测量信息进行有效的保护，同时通过计算机对众多的信息进行识别、融合，处理速度较快，通过简单的逻辑配合来保证整个系统的稳定性，保护效果较为优秀。但其目前也存在一定的问题，包括以下几点：（1）主保护控制范围较小，尽管反应速度较快，但是其无法进行良好的预测。（2）保护范围较小，无法针对全部系统进行有效的维护。（3）相对来说系统适应能力不足，安装过程中容易出现因安装不当造成电网的非正常故障的情况出现。（4）以及对于后期系统保护的缺失，切除系统故障单元，保证系统稳定，但对于切除单元后无法持久进行工作，容易导致出现其他元件出现问题。因此对于广域继电保护系统来说，将众多的信息进行融合并不是越多越好，为了实现对于全电网的广域继电保护，需要构建合理的区域范围，从而通过实现对广域范围内的信息进行合理的融合，进一步提高继电保护的能力，对于电力系统来说这不仅是以后发展的方向，也可以满足现有水平下将大部分广域继电保护原理更好的应用到现实中，而对于广域保护的观念现如今主要有以下几点：

①主要针对电网安全性能，提升“第一道防线”整体安全性，同时可以体现出其承担的任务有一定的限制。这种限制，一般情况下是针对电网的初层保护，这样可以有效地起到开始保护作用。

②对于广域继电保护决策中心来说，只需要靠近故障点，通过灵敏度较高的保护信息进行相应的故障解决，但是一旦保护系统汇集了全网所有的信息，将会造成无法及时提取出相应游泳的信息，造成提取困难。

③在整个广域继电保护系统的发展历史中，同时分区域去实现对于整体电网的保护，对于电网建设来说是必然的结果，有效的分区域将保证整体合理性。

因此，通过以上几点，对于广域保护的概念来说，整体电网当中应当是无盲区的，针对将全电网划分处相应的、相对独立的区域进行相对保护，形成整个广域继电保护系统，类似蜂窝式，可更好的在全电网范围内进行相应的保护，从而做的数据即为相互关联又为相互独立，保护范围相互较差，临近区域可以相互交换信息，从而帮助解决相应的问题，将整个复杂的电网划分成相对简单的区域，从而进行故障的解决。这些方法能够很好地应用到整体技术中，实现局域全网连接。

2 广域继电保护分布集中式系统结构

对于将全电网划分成区域的形式必然会对广域继电保护系统的结构产生一定的影响，而对于常规分布式以及集中式的系统结构来说，它们有着自身的优点，也存在着一定的缺点，因此本文主要提供一种应对分区域形式的广域继电保护系统结构，将分布式以及集中式相结合的方式，通过对各变电站各间隔的IED进行分布式信息采集以及控制的方式，通过将整个变电站的信息集中处理，而对于处理的单元则采用分布模式，即信息集中处理，实施分单元处理的模式，将分布式与集中式相结合，提取它们的有点，同时符合现如今电网的划区域分布结构，为电网的安全稳定提供了一定的保障，这种保障是建立在可持续利用和发展的基础上的。

作为以变电站C为信息处理中心，即该变电站作为系统主站。除去采集本站相关的信息以外，还将对区域内的众多信息进行相应的决策，而除主站以外的在该区域电网内的变电站成为子站。子站则主要配合主站的工作，利用广域多信息构成的系统用于进行后备保护工作，同时结合相关处理单元协助主站进行相应的问题处理，而在协助的同时也可以充当备用主保护进行投入，从而实现分区域多层次的系统保护结构。相对以往的系统来说，其保护范围更大，决策能力更强，决策能力能够帮助其进行下一步的分析。

3 构建系统的关键技术

3.1 通信系统

对于如何实施广域继电保护系统最为核心的是通信手段，通过优秀的通信手段保障广域继电保护系统的运作正常，而现如今随着科学技术的发展，光纤通信的普及应用以及IEC 61850的数字化变电站的使用，通过将全站变电站事件（genericobject oriented substation events GOOSE）模式的使用，将广域继电保护系统推向新的高度，而光纤环网的迅速发展也给广域继电保护系统奠定了必要的基础。同时针对没有铺设光纤通信的地方实行纵联保护，从而保证整个系统的正常运行。

3.2 对于系统中出现的故障进行识别及解决的方案。

尽管，通过划分区域的方式，同时实行广域继电保护的方法对电网进行整体保护，但过程中还是会出现相应的问题，而如何解决这些问题是至关重要的。相比传统的保护方式，考虑到传统主保护方法，其本身具有较好的优点，同时动作反应较快，选择性较为明确，同时承担较为重要的责任，因此在本文中主要的保护方式即为常规保护方式，同时通过广域多信息的融合技术实现后备保障制度，采用多种不同的原理对系统进行有效的保护，结合相应的智能算法，进行保护。

4 结束语

现在，针对后备保护情况下出现的一系列问题，本文主要提供广域信息继电保护系统，通过对全网稳定性、适应性的结合，将电网的安全进行全面的保护，从而继续研究分析广域继电保护系统的结构以及算法。

参考文献：

[1]张力壮.分区域广域继电保护的系统结构与故障识别[J].电力研究，2014（04）：56-61.

[2]刘柱，王凯，刘杰.广域继电保护研究综述[J].电力调度，2015（01）：66-72.