發(fā)布時(shí)間：2017-12-23 19:22

  本文關(guān)鍵詞：智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的信息流建模與可靠性提升策略　出處：《華南理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：智能變電站作為變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的趨勢方向,是智能電網(wǎng)的重要組成部分,近年來,我國開展了一系列的智能變電站實(shí)踐,有力地推動(dòng)了這一新技術(shù)在我國電網(wǎng)的發(fā)展和推廣。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)突破了常規(guī)繼電保護(hù)采樣—計(jì)算—出口一體化的實(shí)現(xiàn)模式,大幅度提升了繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)信息資源共享水平和設(shè)備間的互操作能力,為實(shí)現(xiàn)更高性能的繼電保護(hù)架構(gòu)體系創(chuàng)造了條件。然而,與這一目標(biāo)相適應(yīng)的智能變電站繼電保護(hù)理論與技術(shù)支撐體系尚未形成,使得智能變電站繼電保護(hù)的可靠性存在諸多質(zhì)疑,也制約了智能變電站的推廣進(jìn)程。本文密切結(jié)合智能變電站繼電保護(hù)的工程應(yīng)用需要,以提升智能變電站繼電保護(hù)可靠性為根本目標(biāo),以智能變電站信息流為研究的基本載體,建立了智能變電站信息流模型,提出了信息流的潮流計(jì)算方法、繼電保護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)的智能故障診斷方法、繼電保護(hù)的系統(tǒng)級(jí)測試方法以及高可靠性的采樣數(shù)據(jù)同步方法。主要工作包括:(1)建立了智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的信息流模型。信息流模型包括通信網(wǎng)絡(luò)的端口連接模型、信息源模型、信宿模型以及信息流服務(wù)模型,通過引入網(wǎng)絡(luò)微積分理論和圖論描述了智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)信息源的各類屬性,交換機(jī)對(duì)信息流的服務(wù)特性,各設(shè)備之間的通信關(guān)系以及信息間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等,是實(shí)現(xiàn)信息流潮流計(jì)算、通信網(wǎng)絡(luò)智能故障診斷以及系統(tǒng)級(jí)測試方法的重要基礎(chǔ)。(2)基于信息流模型提出了智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)信息流的潮流計(jì)算方法,利用該方法能夠獲取各鏈路報(bào)文、各信息流流量以及報(bào)文最大延時(shí)在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中的分布,并提出了基于信息流流量分布的網(wǎng)絡(luò)異常流量在線監(jiān)測方法和最大延時(shí)分布的靈敏度分析方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估、運(yùn)行方式評(píng)價(jià),并為高可靠智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與設(shè)備選型以及為網(wǎng)絡(luò)異常流量的在線監(jiān)測整定提供定量化依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建測試平臺(tái)驗(yàn)證了信息流模型和潮流計(jì)算方法的有效性,并以一典型220 kV智能變電站為例闡述了所提出模型和方法的相關(guān)應(yīng)用。(3)基于信息流模型提出了報(bào)文傳輸路徑搜索算法,報(bào)文的傳輸路徑建立了報(bào)文與其傳輸過程中所要經(jīng)過的實(shí)體設(shè)備之間的映射關(guān)系,使得網(wǎng)絡(luò)分析儀可以從單純的分析報(bào)文內(nèi)容跨越到以整個(gè)實(shí)體通信網(wǎng)絡(luò)作為分析對(duì)象。并基于報(bào)文傳輸路徑提出了通信網(wǎng)絡(luò)的智能故障診斷算法,該算法可以作為網(wǎng)絡(luò)分析儀的高級(jí)應(yīng)用,利用網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)時(shí)采集的報(bào)文信息實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的在線實(shí)時(shí)故障診斷。(4)研究了面向風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)識(shí)別的智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)級(jí)測試方法,將整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)作為一個(gè)整體、一個(gè)對(duì)象進(jìn)行測試,把測試的視角從單體繼電保護(hù)設(shè)備擴(kuò)展到整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)。分析了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),針對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的識(shí)別和管控提出了有針對(duì)性的系統(tǒng)級(jí)測試方法,研發(fā)了系統(tǒng)級(jí)測試裝置,試制了樣機(jī),并以廣東云浮220 kV都楊智能變電站為對(duì)象進(jìn)行了系統(tǒng)級(jí)測試方法的工程應(yīng)用。(5)提出了基于傳輸延時(shí)補(bǔ)償?shù)牟灰蕾囉谕獠繒r(shí)鐘的同步方法,從理論分析、裝置研發(fā),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面展開了系統(tǒng)研究。分析了網(wǎng)絡(luò)采樣傳輸延時(shí)的構(gòu)成及其特性,建立了具有延時(shí)快速精確測量和記錄功能的交換機(jī)模型,并研發(fā)了樣機(jī)。理論分析和實(shí)驗(yàn)測試表明所研發(fā)的交換機(jī)及采樣同步方法能夠可靠地實(shí)現(xiàn)不依賴于外部時(shí)鐘的網(wǎng)絡(luò)采樣同步,有效提升了智能變電站繼電保護(hù)的可靠性。本文得到兩項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):51577073和51377026)的資助,部分研究成果已經(jīng)在南方電網(wǎng)實(shí)際工程中得到應(yīng)用,并獲得南方電網(wǎng)公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng),中國電力科技三等獎(jiǎng),取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益,驗(yàn)證了本文工作的正確性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM76;TM63;TM77

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本文編號(hào)：1325163