李磊

【摘 要】广域保护是从整体或区域电网的角度加强继电保护和自动控制。广域保护为解决复杂电网的保护配置问题提供了一种解决思路。文章从兴宾网区的电网特点出发，通过研究广域保护的配置方案和系统功能，提高了电网运行的可靠性。

【关键词】区域电网;广域保护;稳控

【中图分类号】TM761 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）11-0125-02

1 概述

进入21世纪，我国电网规模不断扩大，发生扰动和故障的影响越来越大。大电网的运行模式对电力系统的保护与控制提出了更高的要求。

传统的厂站端的监视、控制、保护、故障录波、稳定控制等装置，受早期技术水平及现有专业分工的限制，几乎都是功能单一的独立装置，各个装置缺乏整体协调和功能的优化，且功能交叉。随着计算机、网络、通信、智能化设备等技术的发展及电网控制理论的進步，所涉及的二次专业趋向于相互融合，从二次系统的整体考虑配置各种应用已成为必然趋势。结合技术发展趋势，对站内二次系统配置方案进行研究，对目前监视、控制、安稳、保护等功能进行优化组合，以形成高度集成的二次系统，在高度集成的二次一体化系统中，在保护功能集成的基础上，将广域信息引入到保护系统当中，解决常规保护利用本地信息难以解决的问题。基于以上理念，有必要研究并开发基于广域一体化理念的网络保护系统装置，并投入系统进行实际检验。

2 广域保护介绍

广域保护系统，区别于传统继电保护通过一个站点的信息量实现保护功能，指通过采集一个区域内多个站点的信息，对整个区域实现继电保护和自动控制功能的系统。系统通过采集电网多个断面的信号量，综合分析，实现快速、可靠、精确地切除故障，同时通过采取相应的控制措施，降低故障切除后对整个电网的影响，实现输电线可用容量及系统可靠性的提高。

从广域保护系统的功能来划分，目前的广域保护系统可以分为两类：一类是利用广域信息实现安全监视、控制、稳定边界计算及状态估计等功能，其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现;另一类则是利用广域信息完成继电保护功能。

3 广域保护的实现方案

广西来宾市兴宾区电网主要通过220 kV来莆I线、220 kV来莆Ⅱ线供220 kV莆田站负荷。220 kV莆田站110 kV出线包括110 kV莆红武线、110 kV莆红佳线、110 kV莆维线、110 kV莆工线、110 kV莆立华线等线路，其中110 kV莆红武线为莆田站至110 kV红河站和武宣站形成“T”接线路，110 kV莆红佳线为莆田站至220 kV佳城站和110 kV红河站形成“T”接线路，110 kV莆立华线为莆田站至110 kV来华站，110 kV莆工线为莆田站至110 kV工业园站。以保证系统供电的可靠性为原则，结合区域电网系统的运行方式，同时考虑目前各站点的保护和备自投装置配置，反复论证了安装广域保护的范围和必要性，最终选取220 kV莆田站、220 kV佳城站、110 kV武宣站、110 kV红河站为广域保护试点。

（1）系统方案。目前，220 kV莆田站、220 kV佳城站、110 kV红河站、110 kV武宣站以环网运行。其中，220 kV莆田站、220 kV佳城站的110 kV母线为双母线接线;110 kV红河站包括1台变压器和2回进线;110 kV武宣站包括2台变压器和2回进线。目前，存在的主要问题包括以下几个方面：{1}该网络内各站点间“T”接线路多，线路长度非常短，整定时各保护无法配合，整体保护存在一定的缺陷。{2}红河站、武宣站现有的备自投装置是独立运行，不具备远方备自投功能，无法实现远方恢复供电的功能。{3}红河站需考虑小水电的接入。目前的运行方式是，如果红河站发生线路故障，先解列小水电，等故障排除恢复线路供电后，再将小水电并网，这种方式不能有效地利用小水电出力。通过配置广域保护系统解决目前存在的问题。试点网络系统图如图1所示。

项目广域保护主站设在220 kV莆田站，220 kV莆田站、220 kV佳城站、110 kV红河站和110 kV武宣站部署广域子站实现站域保护控制功能。广域主站与各广域子站之间都采用复用2M专线的方式链接，为避免长距离铺设2M电缆或网线，从主控室至通信机房的通信主要采用光纤连接，注意光缆的两端需安装以太网光电转换设备。

（2）数据流简述。各子站合智一体装置（即合并单元与智能终端一体化）采集站域模拟量及开关量。CSD133B站域装置以SV、GOOSE方式从合智一体装置获得电气量和开关量，同时接入104规约从远动机获得低压侧线路功率，发送给主站，并作为执行端接收并执行主站控制信号。

区域主站主保护装置，以SV、GOOSE方式经SDH网络接收电气量和开关量，经逻辑及算法判别后下发控制信号给站域装置。稳控断面数据流图如图2所示。

（3）保护配置。主站功能配置主要包括以下几个方面：①莆红武线三端分相电流差动保护。②莆红佳线三端分相电流差动保护。③佳武线双端分相电流差动保护。④各线路的纵联方向保护。⑤开关失灵远跳。⑥区域稳控及备自投功能。

子站保护配置主要包括以下几个方面：①线路后备保护。②母差保护。③高压母联保护。④失灵保护。⑤开关充电保护。⑥主变后备保护。⑦站内低周减载。⑧站内低压减载。⑨站域备自投。

4 广域保护主站功能介绍

广域保护主站是广域保护的中心和大脑，主要的控制功能包括多端电流差动保护、开关失灵远跳保护、区域稳控与备自投功能。

（1）多端差动保护功能。多端差动保护与两端差动保护相同，根据基尔霍夫电流定律，网络中任一节点流入和流出的电流相等。因此，通过对每条线路端点的电流进行求和计算，根据和电流是否为零，即可确定本线路范围内是否发生了故障，差动保护动作灵敏度高，可对110 kV线路提供快速保护。同时，通过软件优化，保护装置可以识别不同步的信息，在采样失去同步时可靠退出差动保护，防止保护出现误动的情况。广域保护中，通过子站的采集装置采集各子站的电流电压及开关量状态，保护动作后，跳闸信号通过通道发送至子站执行。分相差动的动作曲线如图3所示。

（2）开关失灵远跳功能。系统检测到线路发生故障，且开关拒动，则应通过广域后备保护发跳闸令，快速可靠跳开故障线路相邻断路器。子站失灵保护动作，启动远方跳闸，向对侧线路传送信号。对侧线路收到“远方跳闸”信号后，经启动，驱动永跳。

（3）区域综合控制功能。区域综合控制系统主要通过将稳控策略、備自投、线路重合闸结合实现对区域电网的自动控制。当任一线路发生故障导致区域失电时，系统可根据通过断面功率和潮流的计算，根据预先设定的稳定控制方案，迅速启动相应的重合闸装置动作，恢复区域的供电。如果重合闸失败，系统可以继续通过备自投装置断开故障电源，投入备用电源，从而保证系统的稳定运行。系统可以分辨出分布式电源的影响，提高恢复供电的成功率的同时保证整个电网的安全性和稳定性。

（4）稳控功能。稳控功能是广域保护系统的重要功能之一，主要保护区域内的系统稳控。通过采集区域内各变电站联络线的电流、电压、功率数据，结合预先设定的稳控策略，系统判断是否需要选切一部分负荷来实现整个电网的稳定。

这一功能主要通过对负荷进行分级实现。通过预先设定的策略，系统可根据需要实现自动选切负荷，从而保证整个电网的可靠运行。

5 结论

广域保护适用于复杂的电网系统，是对常规继电保护的有益补充，对于提高系统的安全稳定水平具有重要意义。本文通过对兴宾网区的电网情况进行分析，研究了广域保护的解决方案，并对保护的主要功能进行了介绍，为专业人员今后开展相关工作提供了思路。

参 考 文 献

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