本文關鍵詞：電力系統(tǒng)廣域差動保護算法和實驗研究

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【摘要】：電網(wǎng)大互聯(lián)已成為當今電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,而電網(wǎng)規(guī)模越大對繼電保護的要求就越是苛刻。在對全球幾次大停電研究之后,學者們開始逐漸認識到,傳統(tǒng)的只是針對單個元件的繼電保護,已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在電網(wǎng)大互聯(lián)的現(xiàn)狀,因此,專家們提出了廣域保護。廣域保護研究方向主要分為系統(tǒng)穩(wěn)定控制和繼電保護兩部分。本文主要研究繼電保護方向,并且將其作為后備保護使用。廣域保護與傳統(tǒng)的繼電保護相互配合能更加有效地保障電力系統(tǒng)的安全運行。本文采用廣域電流差動保護,以圖論法為基礎結(jié)合電網(wǎng)的節(jié)點.支路關聯(lián)矩陣,提出了利用廣域測量信號在線實時確定廣域后備保護區(qū)的算法。該算法在主保護拒動、斷路器失靈或者近后備保護拒動的情況下可以自動確定后備保護區(qū),確保后備保護動作切除故障。電流差動保護對參與運算電流的“同步性”要求較高。本文提出用電流預測法解決廣域測量系統(tǒng)不能精確同步測量或者傳輸數(shù)據(jù)延時和丟包的問題,提高差動電流計算精度。制作了以DSP為核心的廣域測量裝置和廣域差動保護裝置,可以測量不同線路的電流,實現(xiàn)廣域電流差動保護。測量裝置和保護裝置之間通過DSP的SPI模塊進行通訊。采用DSP的GPIO口發(fā)出保護的跳閘指令與報警信號。本設計測量裝置與保護裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸采用的是光纖通信的方式,利用以太網(wǎng)模塊實現(xiàn)裝置與光電轉(zhuǎn)換器的連接,采用成型的光電轉(zhuǎn)化模塊節(jié)省了研發(fā)時間并且上手容易性能可靠,在仿真實驗中采用真正的光纖通信,使實驗更加真實可靠。用RT-LAB實時仿真系統(tǒng)測試測量裝置、保護裝置和光纖以太網(wǎng)通信系統(tǒng)。在RT-LAB仿真系統(tǒng)建立電力系統(tǒng)Simulink仿真模型,測量裝置、保護裝置和光纖以太網(wǎng)通信系統(tǒng)與RT-LAB仿真系統(tǒng)相連,進行硬件在環(huán)實時仿真測試。測試驗證了保護方案的有效性與可行性。本文研究的廣域電流差動保護可以在線實時確定后備保護區(qū),如果斷路器失靈或者后備保護拒動,可以進一步擴大后備保護區(qū),切除故障。文章以輸電線路為研究對象,采用電流差動原理,提出了基于圖論的后備保護方案,以DSP作為測量和保護裝置核心板,通過光纖以太網(wǎng)通信系統(tǒng)共同實現(xiàn)了電網(wǎng)的廣域后備保護,最后利用RT-LAB仿真實驗平臺驗證了保護方案的有效性與可行性。
【關鍵詞】：廣域差動保護 圖論 光纖以太網(wǎng) RT-LAB
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM773
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3 論文的主要工作和創(chuàng)新點14-16
• 第2章 廣域差動保護算法研究16-29
• 2.1 廣域電流差動保護原理16-18
• 2.2 廣域后備保護區(qū)判定算法18-25
• 2.2.1 廣域后備保護區(qū)判定方法18-20
• 2.2.2 圖論法簡化電氣接線圖20-22
• 2.2.3 廣域后備保護區(qū)判定算法22-25
• 2.3 電流預測25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 光纖通信研究29-39
• 3.1 光纖通信的特點29-30
• 3.2 光纖通信的基本理論30-31
• 3.3 光纖通信硬件方案31-34
• 3.4 光纖通信程序設計34-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于DSP的廣域差動保護裝置研發(fā)39-49
• 4.1 整體結(jié)構(gòu)框圖39-40
• 4.2 廣域差動保護裝置硬件部分40-44
• 4.3 廣域差動保護裝置軟件部分44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 廣域差動保護硬件在環(huán)實驗研究49-55
• 5.1 RT-LAB仿真平臺49-50
• 5.2 實驗平臺搭建50-51
• 5.3 系統(tǒng)仿真模型51-52
• 5.4 實驗分析52-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-56
• 6.1 總結(jié)55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-60
• 在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文60
• 在讀期間參與的研究項目60-61
• 致謝61

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本文編號：749816