配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)控制技術(shù)與應(yīng)用

1、配電網(wǎng)配電網(wǎng)區(qū)域保護(hù)控制技術(shù)區(qū)域保護(hù)控制技術(shù)與應(yīng)用與應(yīng)用20152015年年8 8月月提 綱 I概述III典型工程案例分析II基于廣域差動配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)方案小結(jié)與展望3u保安全、保負(fù)荷并適應(yīng)環(huán)保u接軌國際先進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)，輿論輿情形勢嚴(yán)峻國務(wù)院第599號令有電用用好電電力監(jiān)管更加嚴(yán)格客戶提出更高要求新加坡新能源集團(tuán)英國電力中華電力九州電力關(guān)西電力杜邦與國際先進(jìn)企業(yè)對標(biāo)深圳“4.10”大停電上?！?.5”大停電節(jié)能環(huán)保更受重視1、社會對電網(wǎng)公司的要求一、問題的提出一、問題的提出4u分布式電源大量接入，電網(wǎng)由輻射結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嘣唇Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)運行更加復(fù)雜u以過流保護(hù)為主的傳統(tǒng)配網(wǎng)繼電保護(hù)配置面臨難題，逐級

2、整定配合困難u故障定位不準(zhǔn)確，故障后復(fù)電需人工干預(yù)，無法快速實現(xiàn)自愈2、安全穩(wěn)定運行面臨問題需求：區(qū)域信息實時交互與共享網(wǎng)絡(luò)化信息交互需求：控制保護(hù)協(xié)調(diào)配合3、電網(wǎng)發(fā)展對控制保護(hù)的需求一、問題的提出6韶關(guān)市清遠(yuǎn)市肇慶市云浮市茂名市湛江市陽江市江門市佛山市中山市廣州市惠州市東莞市深圳市河源市梅州市珠海市汕尾市揭陽市潮州市汕頭市 基于網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)通訊的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù) 基于廣域差動的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù) 基于光纖差動的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)二、解決方案7n智能終端負(fù)責(zé)故障發(fā)生瞬間的緊急處理（分布智能），主站負(fù)責(zé)全局監(jiān)控、故障處理方案的協(xié)調(diào)和全局優(yōu)化（集中智能）智能終端自愈主站l 該方式將分布式智能的快速

3、故障處理優(yōu)勢與主站的集中優(yōu)化控制優(yōu)勢相融合，適用于大型復(fù)雜的含分布式電源的配電網(wǎng)絡(luò)。1、基于網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)二、解決方案81、基于網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)基于于對等通信網(wǎng)絡(luò)，將每個保護(hù)單元的信息與相鄰單元實時共享，解決了分布式電源接入后的配網(wǎng)保護(hù)難題，實現(xiàn)了毫秒級的保護(hù)協(xié)調(diào)和配合，自適應(yīng)于智能配電網(wǎng)各種接線模式開環(huán)網(wǎng)絡(luò)：開環(huán)網(wǎng)絡(luò)：J=J=（SOF LOF ROFSOF LOF ROF）閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)：閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)：J=J=（SOF IOF OOFSOF IOF OOF）二、解決方案9典型應(yīng)用案例：佛山；配電網(wǎng)區(qū)域包括：4座變電站、23條配電線路、89個配電房雷崗站金融站桂城站疊北站1

4、、基于網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)二、解決方案技術(shù)方案概述花瓣型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖（廣州中新知識城）各間隔（包括環(huán)網(wǎng)線、聯(lián)絡(luò)線、饋出線、配變等）配置相間過流、零序過流保護(hù)【通過一體化配電終端實現(xiàn)】各開關(guān)房的20kV母線配置母線保護(hù)，對于單母分段接線的母線，還配置分段相間過流、零序過流保護(hù)【通過一體化配電終端實現(xiàn)】各20kV環(huán)網(wǎng)線路、聯(lián)絡(luò)線路配置光纖電流差動保護(hù)【通過獨立的光差保護(hù)實現(xiàn)】保護(hù)功能配置2、 基于光纖差動的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)二、解決方案技術(shù)方案概述花瓣型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖以每一對“花瓣”為單位，配置區(qū)域備自投功能，當(dāng)某一花瓣雙路電源同時消失，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，負(fù)荷轉(zhuǎn)由對側(cè)“花瓣”供電【通過區(qū)域

5、控制設(shè)備與一體化配電終端配合實現(xiàn)】配置設(shè)備過負(fù)荷減載功能，可與區(qū)域備自投配合，避免自投動作引起的設(shè)備過載【通過區(qū)域控制設(shè)備與一體化配電終端配合實現(xiàn)】自動控制功能配置2、 基于HSR通訊的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)二、解決方案12p 配置配網(wǎng)自動化主站和智能終端，基于網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)原理利用終端間的點對點通訊方式，就地完成故障定位隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)供，主站進(jìn)行校驗?？蛇m應(yīng)含分布式電源和微網(wǎng)即插即用的自適應(yīng)保護(hù)，容錯能力強(qiáng) 。p 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥赃m應(yīng)，可適用于采用斷路器和負(fù)荷開關(guān)混合的配電網(wǎng)絡(luò)?；诰W(wǎng)絡(luò)式保護(hù)的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)（佛山）基于光纖差動的配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)（廣州）p 配置區(qū)域保護(hù)子站和終端，利用光纖HSR通訊方

6、式，利用光差保護(hù)，主要由本地隔離故障。p 主站配置冗余保護(hù)，區(qū)域備自投、過負(fù)荷減載功能。p 能自動識別電網(wǎng)運行方式，適用于采用斷路器的配電網(wǎng)絡(luò)。二、解決方案提 綱 I概述III典型工程案例分析II基于廣域差動配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)方案小結(jié)與展望提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定及供電可靠性加強(qiáng)區(qū)域信息交互消除保護(hù)死角提升安全優(yōu)質(zhì)、節(jié)能環(huán)保水平加速多系統(tǒng)融合提升電網(wǎng)自愈能力一、預(yù)期目標(biāo)14保護(hù)控制信息交互測量二、總體思路15構(gòu)建基于區(qū)域信息的電力系統(tǒng)控制保護(hù)全息時空協(xié)同優(yōu)化技術(shù)體系與架構(gòu)平臺提出基于二次一體化的區(qū)域信息集成技術(shù)提出基于故障隔離、到再并網(wǎng)全過程的控制保護(hù)自愈協(xié)同優(yōu)化技術(shù)技術(shù)體系與架構(gòu)多維信息交互全過程自

7、愈控制以提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定及供電可靠性為根本目標(biāo)廣域?qū)釉O(shè)置主站站域?qū)釉O(shè)置子站廣域電流差動保護(hù)區(qū)域控制保護(hù)主站、子站定制化裝置，信息集成三、系統(tǒng)架構(gòu)載體對象實現(xiàn)功能子站DTU/FTU量測線路、變壓器、母線保護(hù) 采用“廣域集中”與“站域分布”的“分層分布式”的設(shè)計架構(gòu)，主站與子站以及子站與子站之間通過高速通信網(wǎng)交換信息，形成網(wǎng)絡(luò)區(qū)域控制保護(hù)系統(tǒng)。載體對象實現(xiàn)功能主站區(qū)域電網(wǎng)孤島穩(wěn)定控制區(qū)域備自投廣域差動保護(hù)空間維度四、技術(shù)要點：時空協(xié)同優(yōu)化毫秒級百毫秒級秒級時間維度四、技術(shù)要點：時空協(xié)同優(yōu)化19u 接入分布式電源/合環(huán)運行,過流保護(hù)、常規(guī)饋線自動化都無法適用。u 電流差動保護(hù)具備良好的選擇性和靈敏度

8、，在主網(wǎng)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。u 基于PTN高精度地面時間同步，可保證區(qū)域內(nèi)所有站點的同步采樣（40點采樣，24點插值上送），實現(xiàn)了任意站點間的電流比較?；趶V域電流差動保護(hù)的故障定位四、技術(shù)要點：故障定位、隔離和恢復(fù)廣域電流差動保護(hù)技術(shù) 擬解決問題： 開關(guān)拒動，故障無法切除F廣域差動保護(hù)（廣域?qū)樱﹨^(qū)域各站點時間同區(qū)域各站點時間同步步，實現(xiàn)，實現(xiàn)I=I1-I2四、技術(shù)要點：故障定位、隔離和恢復(fù)區(qū)域電網(wǎng)多維度信息交互四、技術(shù)要點：故障定位、隔離和恢復(fù) 1、電流差動保護(hù)動作（不出口） 2、F18過流保護(hù)動作跳開斷路器 3、主站檢測到F18在分位且線路無流，跳開慶泰公寓#1和天發(fā)大廈#2開關(guān)實現(xiàn)故障隔離

9、基于多維信息交互故障隔離四、技術(shù)要點：故障定位、隔離和恢復(fù) 受制于一次設(shè)備的現(xiàn)狀（變電站出口斷路器，環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)負(fù)荷開關(guān)為主），無法就地快速故障隔離，依賴與主站的信息交互實現(xiàn)故障隔離基于多維信息交互故障恢復(fù)隨著分布式電源的接入，原有通過無壓判據(jù)的備自投無法滿足需求四、技術(shù)要點：故障定位、隔離和恢復(fù)主站完成區(qū)域備自投的控制策略狀態(tài)信息合閘命令子站進(jìn)行檢同期或者檢無壓條件判別，合上天經(jīng)大廈#2開關(guān)。過載聯(lián)切頻率穩(wěn)定五、技術(shù)要點：PTN通信技術(shù)nPTN (Packet Transport Network)，分組傳送網(wǎng)絡(luò)，是一種以分組作為傳送單位，承載TDM、ATM和ETH等業(yè)務(wù)的綜合傳送技術(shù)。nPTN

10、技術(shù)基于分組的架構(gòu)，融合了Ethernet和MPLS的優(yōu)點，繼承了MSTP的理念， 是下一代電信/工業(yè)級分組承載的技術(shù)。PTNPTN 分組技術(shù)（MPLS/增強(qiáng)以太網(wǎng)） SDH傳輸體驗（分組傳送網(wǎng)） L2/L3分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù) 統(tǒng)計復(fù)用與QOS 業(yè)務(wù)隔離與安全 E2E業(yè)務(wù)提供與管理 精確時鐘同步 OAM與保護(hù)PTN通信技術(shù)可實現(xiàn)：區(qū)域電網(wǎng)高精度時間同步功能 分組數(shù)據(jù)高可靠組播通信功能完成多廠家聯(lián)合測試驗證所選技術(shù)的可行性并在深圳福田展開工程示范110kV區(qū)域電網(wǎng)站間、站與區(qū)域子站PTN對等通信 - 具有即插即用，易擴(kuò)展等優(yōu)點五、技術(shù)要點：PTN通信技術(shù)提 綱 I概述III典型工程案例分析II基于廣域

11、保護(hù)配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)方案小結(jié)與展望 配電網(wǎng)區(qū)域包括： 3個變電站，7個配電站一、工程概況及配置 二、系統(tǒng)架構(gòu) 控制保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：1臺主站控制保護(hù)、3臺10kV過流保護(hù)、7臺配電保護(hù)終端 二、系統(tǒng)架構(gòu) 通信結(jié)構(gòu)：區(qū)域保護(hù)主站與配網(wǎng)終端子站之間采用PTN環(huán)網(wǎng)通信；與3個110kV站的過流保護(hù)子站之間采用交換機(jī)通信；與配網(wǎng)自動化主站之間采用以太網(wǎng)104規(guī)約通信u與配網(wǎng)終端子站通信（PTN），實時采集區(qū)域內(nèi)線路電流，配有線路電流差動保護(hù)功能（可處理30回線路）u與10kV保護(hù)子站通信（GOOSE），接收保護(hù)動作及10kV開關(guān)狀態(tài)信息，發(fā)送合閘命令u智能識別電網(wǎng)運行方式，實施靈活的自愈措施u支持158

12、8網(wǎng)絡(luò)對時，采樣同步不依賴GPSu與配網(wǎng)自動化主站之間采用以太網(wǎng)104規(guī)約通信，上送動作報文，可受配網(wǎng)主站投退三、功能實現(xiàn)區(qū)域保護(hù)控制主站三、功能實現(xiàn)區(qū)域控制子站u具備10kV線路保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)功能；u與區(qū)域主站通信，上送保護(hù)動作和開關(guān)狀態(tài)信息，接收主站合閘三、功能實現(xiàn)配網(wǎng)終端u 與區(qū)域主站通信，上送線路電流采樣及開關(guān)狀態(tài)u 執(zhí)行主站故障隔離命令，跳開負(fù)荷開關(guān)u 執(zhí)行主站合開關(guān)命令，實施系統(tǒng)自愈u 可接收配網(wǎng)自動化的強(qiáng)控命令；u 具備配網(wǎng)饋線終端功能。區(qū)域控制保護(hù)退出后，可退化為常規(guī)配網(wǎng)保護(hù)控制元件（類似于保護(hù)測控一體化裝置）。配合原則三、功能實現(xiàn)u 正常情況下，采用區(qū)域控制保護(hù)系統(tǒng)處理故障。T（延

13、時定值，可整定）之后，配網(wǎng)主站可直接操作控制終端子站；u 緊急情況下，配網(wǎng)主站可強(qiáng)控終端子站，進(jìn)行故障隔離及自愈；u 在配網(wǎng)主站可投退區(qū)域控制保護(hù)系統(tǒng)u 區(qū)域控制保護(hù)系統(tǒng)會將動作情況實時上傳給配網(wǎng)主站。故障前運行狀態(tài)：故障前運行狀態(tài)：景田站與車公廟站為電源； 錦文閣大廈#2斷路器跳位動作過程：動作過程：0 ms25 ms47 ms653 ms695 ms722 ms830 ms1063ms1175ms區(qū)域控制保護(hù)主站10kV保護(hù)（車公廟）配網(wǎng)終端子站保護(hù)啟動合國A相差動動作合國A相差動動作隔離合國線合錦文閣#2開關(guān)保護(hù)啟動過流I段動作重合閘動作過流I段動作合F41斷路器保護(hù)啟動實施合閘操作四、

14、應(yīng)用場景配網(wǎng)內(nèi)部饋線永久故障備注：差動保護(hù)是發(fā)出分閘命令的判據(jù)之一，同時要看F41是否在分為位，合國線線路路是否有電流故障前運行狀態(tài)：故障前運行狀態(tài)：景田站與車公廟站為電源,錦文閣大廈#2斷路器跳位動作過程：動作過程：0 ms45 ms653 ms778 ms890 ms1056ms1255ms區(qū)域控制保護(hù)主站10kV保護(hù)（車公廟）配網(wǎng)終端子站保護(hù)啟動隔離車玫線合玫瑰環(huán)開#4開關(guān)合閘成功保護(hù)啟動過流I段動作重合閘動作過流I段動作保護(hù)啟動實施隔離操作實施合閘操作四、應(yīng)用場景變電站出線故障動作過程：0 ms43 ms648 ms780 ms2000ms2033ms2314ms2508ms區(qū)域控制保

15、護(hù)主站10kV保護(hù)（景田）配網(wǎng)終端子站保護(hù)啟動隔離錦業(yè)線、魯金線合錦文閣#2開關(guān)備自投成功保護(hù)啟動過流I段動作重合閘動作過流I段動作F07斷路器合閘保護(hù)啟動實施隔離操作實施合閘操作四、應(yīng)用場景未覆蓋區(qū)域故障動作過程：0 ms25 ms47 ms653 ms695 ms722 ms830 ms5840ms5903ms區(qū)域控制保護(hù)主站10kV保護(hù)（車公廟）配網(wǎng)終端子站保護(hù)啟動?xùn)|方玫瑰和國泰豪園差動保護(hù)A相動作東方玫瑰和國泰豪園差動保護(hù)A相動作隔離東方玫瑰園#3和國泰豪園#2開關(guān)合F41開關(guān)合錦文閣#2開關(guān)保護(hù)啟動過流I段動作重合閘動作過流I段動作合F41開關(guān)保護(hù)啟動實施隔離操作實施合閘操作四、應(yīng)用

16、場景終端異?；蛲ㄐ胖袛鄤幼鬟^程：0 ms25 ms47 ms653 ms695 ms722 ms830 ms5840ms5903ms6153ms6261ms區(qū)域控制保護(hù)主站10kV保護(hù)（車公廟）配網(wǎng)終端子站保護(hù)啟動合國A相差動動作合國A相差動動作隔離合國線合國線M側(cè)隔離失敗隔離東合線合F41開關(guān)合錦文閣#2開關(guān)保護(hù)啟動過流I段動作重合閘動作過流I段動作合F41開關(guān)保護(hù)啟動實施隔離操作實施合閘操作四、應(yīng)用場景隔離失敗（開關(guān)失靈）系統(tǒng)特點系統(tǒng)特點4 4 在配網(wǎng)中，采用差動保護(hù)原理，實現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確的故障定位采用PTN-1588網(wǎng)絡(luò)對時技術(shù)，不依賴GPS便可實現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)同步與現(xiàn)有配網(wǎng)自動化有機(jī)融合，系統(tǒng)退出后不影響原有功能運行方式智能識別，自動實現(xiàn)故障自愈系統(tǒng)特點五、系統(tǒng)特點提 綱 I概述III典型工程案例分析II基于廣域差動配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)方案小結(jié)與展望小結(jié)與展望 各種技術(shù)方案都有各自的特點，要充分比較其實用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可維護(hù)性，并綜合考慮本地區(qū)電網(wǎng)一二設(shè)備現(xiàn)狀和企業(yè)管理現(xiàn)狀（供電可靠性要求），選擇合適的實施模式，并推動其實用化。 繼續(xù)深入研究與應(yīng)用：u區(qū)域控制保護(hù)主站與DMS主站的融合技術(shù)，將其功能融入DMS 主站；u對于采用斷路器的網(wǎng)絡(luò)，直接采用就地隔離技術(shù)u 配電網(wǎng)控制保護(hù)配置的拓?fù)渥赃m應(yīng)技術(shù)，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變化后實現(xiàn) 免維護(hù)或少維護(hù)；u基于無線通信的廣