110kV链式供电模式下的电网自愈系统及其自愈逻辑技术方案

本发明专利技术公开一种110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统及其自愈逻辑，110kV链式供电模式包括两个220kV电源站，以及串联于两个220kV电源站之间的多个110kV串供站，其中一个110kV串供站的一侧线路开关位于分位，为开环点；自愈系统包括主站装置和多个串联的子站装置，各220kV电源站和各110kV串供站分别设有一个子站装置，主站装置连接其中一个子站装置；子站装置设有模拟量采集接口、开入量采集接口以及开出量输出接口，用于连接电站，以采集电站的模拟量信号和开关量信号，并执行主站装置发出的保护控制命令。在发生电网故障时，本发明专利技术系统可快速隔离故障，并启用备用电源供电，实现链式供电模式下的电网自愈功能，提高供电质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力自动化技术中的供电可靠性
，特别是一种110kV链式供电模式下的电网自愈系统及其自愈逻辑。
技术介绍
电力是国民经济和社会发展的基础，已经渗透到社会活动的各个部分，关系到人民生活和社会稳定。电网安全也是社会公共安全的重要组成部分，电网事故会严重干扰社会生活的正常进行，任何一次事故，都可能造成无法挽回的社会损失，甚至引起社会动荡，特别是电网大面积停电事故，对社会造成的危害和影响难以估量,确保电网安全和电力有序供应，是构建社会主义和谐社会的基本要求。高压配电网的布点和网架的完善对满足大型居住社区用户的用电需求和负荷支撑起到至关重要的作用。一旦上级电源或者线路通道出现故障，串联的多个110kV变电站将面临全站停电的威胁，存在供电安全隐患。供电可靠性是衡量供电服务质量的综合性指标，而现阶段的配电网无法满足都市电网快速恢复供电的需要。目前主流的做法是，电网故障由EMS系统向调度人员报警，调度人员根据故障情况安排运行方式，然后派发工作票，运行人员至现场进行控制，停电恢复时间为小时级。这种供电恢复方式无法满足重要用户的供电需求，无法支撑健壮城市电力网络的发展，迫切需要进行自愈系统改造，达到故障情况下的快速供电恢复。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：通过实时采集电站的模拟量和开关量信号，并对采集到的信号进行故障分析，根据故障分析的结果，输出开出量，对电站保护装置进行控制，进而实现电力系统的自愈，缩短故障导致的停电时间，提高供电质量，从源头上排除诸如“假双回”、“串供”等结构性安全风险。本专利技术采取的技术方案具体为：一种110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统，包括主站装置和多个串联的子站装置，主站装置连接其中一个子站装置；子站装置设有模拟量采集接口、开入量采集接口以及开出量输出接口；110kV链式供电模式包括两个220kV电源站，以及串联于两个220kV电源站之间的多个110kV串供站，其中一个110kV串供站的一侧线路开关位于分位，为开环点；各220kV电源站和各110kV串供站分别设有一个子站装置；各子站装置通过模拟量采集接口采集相应电源站或串供站的线路电压和线路电流，并根据采集量计算母线电压，然后将采集到的模拟信号转化为相应电气量的状态信号，传输至主站装置中；各子站装置通过开入量采集接口采集相应电源站或串供站的开关量信号，然后将采集到的开关量信号传输至主站装置；主站装置根据接收到的电气量状态信号和开关量信号进行故障分析，然后根据故障分析结果输出对相应电源站或串供站的电气控制命令，至相应的子站装置；子站装置根据接收到的电气控制命令，通过开出量输出接口完成对相应电源站或串供站的电气控制。本专利技术中，电站的保护装置包括：220kV电源站的110kV侧配置母线保护装置和备自投装置；110kV串供站的110kV侧配置母线保护装置和光纤纵差保护装置，10kV侧配置有备自投装置；其中各110kV串供站的母线保护装置和光纤纵差保护装置的动作接点分别连接相应子站装置的开入量采集接口。进一步的，本专利技术中，各子站装置发送至主站装置的电气量状态信号包括母线有压、母线无压、线路有压、线路无压、线路有流、线路无流、线路故障电流、线路故障电流方向、线路故障零序电流和线路故障负序电流状态信号。根据采集到的线路模拟量进行状态信号的转换为现有技术。各子站装置发送至主站装置的开关量信号包括线路开关状态、检修标识、保护动作和闭锁等信号。各子站装置将处理后的信号以遥信变位方式传输至主站装置，用于逻辑分析。主站装置传输至子站装置的电气控制命令包括跳线路开关和合线路开关命令。主站装置根据子站装置传送的模拟量和开入量信号进行相关故障的分析获得，并得出相应的解决方案，为现有技术。子站装置根据电气控制命令通过开出量输出接口控制相应线路开关的跳闸或合闸，以达到电力系统自愈。同时子站装置自身还具备根据采集到的线路模拟量和开关量进行PT断线、CT断线、合闸后加速等功能。由于电源站、串供站之间的物理距离长达几十公里，为了保证数据传输的实时性和准确度，本专利技术主站装置与子站装置之间，以及子站装置之间通过单模光纤连接，以GOOSE报文方式进行实时数据通信。而不经过外部报文交换设备。为了降低通信设备成本，主站装置和子站装置内部均集成有以太网报文交换功能，串行连接的通信通道在每个串供站的子站装置进行报文交换。本专利技术在应用时，主站装置接收子站装置信息后，根据串供站数目和开环点的位置识别电站运行模式。当发生电网故障时，开环点不同、故障位置和故障类型不同，对应的自愈逻辑也不尽相同。如在某种运行模式下，若链式串供变电站系统的某处发生故障导致后级变电站失电时，主站装置首先识别出该故障发生的位置和类型，然后根据自愈逻辑选择跳开紧邻故障点失电站的原主供电源开关，同时切除故障点与开环点之间串供子站所带的小电源，在确认紧邻故障点失电站原主供电源开关跳位、线路无流且母线无压后，合上串供回路原处于开环点的线路开关，由另一侧电源恢复对失电站的供电，由此实现110kV链式供电模式下的电网自愈功能。自愈逻辑可采用现有电力系统故障处理的逻辑。本专利技术还公开上述110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统的自愈逻辑，包括：充电逻辑，判断链式接线中，是否某一串供站有一侧线路开关位于分位，同时其它串供站的线路开关皆在合位，两个电源站母线有压，所有串供站母线有压，以及不存在其它放电条件，若上述条件同时满足，则自愈系统投入，并进行充电至充电成功；放电逻辑，判断以下条件，当满足其一，则自愈系统放电：a开环点开关合位，b自愈系统合闸动作，c任一串供开关被遥跳或手跳，d串供开关拒跳，e两个电源站均母线无压，f任一开关位置异常，g开环点所在的子站装置接收异常，h接收任一子站装置信息时通信异常，i子站装置所在电站的某线路投检修，j自愈系统动作后未确认，k开环点所在电站母线故障，l开环点对侧电站母线故障，m开环点所在线路故障，n开环点所在线路对侧开关偷跳，o开环点两侧故障，p自愈系统投入；及动作逻辑，当自愈系统充电时，判断以下条件：q串供站线路非开环点开关跳位无流，r电源站110kV母线无压且出线无流，s有母差保护动作，t有线路光纤纵差保护动作，u开环点所在串供站或其对侧串供站无压且进线无流；若满足其一，则自愈系统投入，进行故障定位，等待跳闸延时后，执行隔离故障的跳闸命令；当确认紧邻故障点失电站的原主供电源站开关跳位、线路无流且母线无压后，合上原开环点的线路开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统，其特征是：包括主站装置和多个串联的子站装置，主站装置连接其中一个子站装置；子站装置设有模拟量采集接口、开入量采集接口以及开出量输出接口； 110kV链式供电模式包括两个220kV电源站，以及串联于两个220kV电源站之间的多个110kV串供站，其中一个110kV串供站的一侧线路开关位于分位，为开环点；各220kV电源站和各110kV串供站分别设有一个子站装置；各子站装置通过模拟量采集接口采集相应电源站或串供站的线路电压和线路电流，并根据采集量计算母线电压，然后将采集到的模拟信号转化为相应电气量的状态信号，传输至主站装置中；各子站装置通过开入量采集接口采集相应电源站或串供站的开关量信号，然后将采集到的开关量信号传输至主站装置；主站装置根据接收到的电气量状态信号和开关量信号进行故障分析，然后根据故障分析结果输出对相应电源站或串供站的电气控制命令，至相应的子站装置；子站装置根据接收到的电气控制命令，通过开出量输出接口完成对相应电源站或串供站的电气控制。

【技术特征摘要】
1.一种110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统，其特征是：包括主站装置和多个串联的子站装置，主站装置连接其中一个子站装置；子站装置设有模拟量采集接口、开入量采集接口以及开出量输出接口；
110kV链式供电模式包括两个220kV电源站，以及串联于两个220kV电源站之间的多个110kV串供站，其中一个110kV串供站的一侧线路开关位于分位，为开环点；各220kV电源站和各110kV串供站分别设有一个子站装置；
各子站装置通过模拟量采集接口采集相应电源站或串供站的线路电压和线路电流，并根据采集量计算母线电压，然后将采集到的模拟信号转化为相应电气量的状态信号，传输至主站装置中；
各子站装置通过开入量采集接口采集相应电源站或串供站的开关量信号，然后将采集到的开关量信号传输至主站装置；
主站装置根据接收到的电气量状态信号和开关量信号进行故障分析，然后根据故障分析结果输出对相应电源站或串供站的电气控制命令，至相应的子站装置；子站装置根据接收到的电气控制命令，通过开出量输出接口完成对相应电源站或串供站的电气控制。
2.根据权利要求1所述的110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统，其特征是：各子站装置发送至主站装置的电气量状态信号包括母线有压、母线无压、线路有压、线路无压、线路有流、线路无流、线路故障电流、线路故障电流方向、线路故障零序电流和线路故障负序电流状态信号。
3.根据权利要求1所述的110kV链式供电模式下的电网故障自愈系统，其特征是：主站装置传输至子站装置的电气控制命令包括跳线路开关和合线路开关命令。
4.根据权利要求1所述的110...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩伟，周劭亮，沈健，周翔，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32