第1 章绪论
1.1 课题背景及意义
1.1.1课题背景
随着国家快速的建设，中国电力行业也进入了高速发展期。2011 年我国新增电力装机9000 万千瓦，总装机容量已经达到10.5 亿千瓦。随着电力供应的高速增长，电力系统的安全性问题变得更为突出，对于电网的运行和控制技术也要求更高。传统继电保护通过局部信息进行故障的判断，不同保护之间的配合通过保护的整定值和保护的延时完成。随着电网运行方式的复杂化，采用传统继电保护方法进行保护整定变得越来越复杂。随着科技的发展，测量、通信和计算机技术的发展也越发完善，采用新技术提高电网安全性减少电网故障损失成为电网发展趋势。广域保护系统是在广域测量技术基础上，通过采集各点信息来综合判断电网运行状态，通过合理的方式尽量减少电网故障，保证电网正常运行的保护系统[1-2]。由于广域保护在信息量和保护配合方式上和传统保护的巨大区别，广域保护能有效避免传统保护的问题，提高电网保护的可靠性。根据国际大电网会议对广域保护做出的定义，广域保护的功能包括利用广域信息提高原有的继电保护性能和电网稳定控制的作用。在利用广域保护的信息提高继电保护性能方面，二十一世纪初已经有学者提出开发广域后备保护专家系统，通过广域信息避免故障引起的连锁跳闸问题。
1.2 国内外研究现状
1.2.1广域保护原理研究现状
为了避免传统保护存在的问题，广域保护的原理应该区别于传统保护的原理，另外广域保护原理应该充分利用广域测量技术和广域保护的智能性。针对现有的广域保护原理的研究，可以把广域保护分为三类。
第2 章广域保护通信可靠性计算方法及考虑可靠性的优化分区方法
2.1 引言
广域保护分区是把原有的电网分成若干个区域，各区域分别实现智能性的广域保护，由各区域共同组成广域保护系统。由于广域保护需要在线实时运算，广域保护对于通信时间的要求很高，将一个很大的电网数据采集、传输和运算工作集中处理的难度很大。分区后，每个区中的广域保护通信距离减少，所需的传输时间缩短，每个区中所需采集和运算的数据减少，所需运算的时间减少，工程上的造价也会随之下降。通过充分利用广域保护的智能性，在分区后广域保护的各个区之间保持适当的相互协调，仍然能保证分区后的电网广域保护的可靠性。广域保护的基础是广域通信系统，没有广域通信系统的支持，广域保护无从谈起，能否保证通信可靠性是决定广域保护成败的关键。在广域保护分区的过程中，选用适当分区方法来提高广域保护的通信可靠性是提高广域保护整体可靠性的方法之一。由于广域保护的重构能力，在故障情况下，广域保护通信的路径可以进行合理的重构。在计算通信可靠性时，也需要考虑到广域保护通信路径的重构能力，查找到所有可能重构的路径，从而得到考虑通信回路重构的广域保护通信可靠性。在面对较大的电网时，由于分区方法很多，想寻找到最优的分区方法比较困难。采用优化算法能减少计算量和运算时间，是快速分区的好方法。
第3 章广域电流差动保护及其容错性研究...............................................................21
3.1 引言.......................................................................................................................21
3.2 广域电流差动保护面临的主要问题...................................................................21
3.3 广域电流差动保护...............................................................................................22
3.4 广域电流差动保护容错性研究...........................................................................26
3.5 广域电流差动保护计算流程...............................................................................30
3.6 本章小结...............................................................................................................31
第4 章算例仿真及其分析...........................................................................................32
4.1 保护分区的算例仿真及分析...............................................................................32
4.2 可靠性算法的算例仿真及分析...........................................................................35
4.3 本章小结...............................................................................................................40
采用广域保护技术代替传统继电保护方法以提高电网保护的可靠性是继电保护的重要研究方向。对于广域保护的运行模式的探讨，需要充分发挥广域保护的智能性特点，设计出区别于传统继电保护的新型保护模式，从而摆脱原有保护存在的问题。本文重点从保护分区和电流差动保护容错性两方面对区域调度集中模式的广域保护进行了研究。