高压或中压变电站中的负荷恢复制造技术

本发明专利技术涉及简化配置以及电功率传输网或电功率分配网的高压或中压变电站中的负荷恢复功能的监控和测试。本发明专利技术利用如下事实：负荷恢复的所有信息从标准化配置表示并且从动态可观测事件是可用的。具体来说，IEC 61850变电站配置描述(SCD)文件包含与其相关的变电站单线路、汇流条或断路器故障保护功能性以及对于恢复过程能够如何传送重新闭合命令的方式。负荷恢复功能或负荷转移应用观测保护跳闸功能的运行以及间隔到汇流条的并发连接状态，以便将跨出故障汇流条段的功率流自动恢复到并联健康的汇流条段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电功率传输网或电功率分配网的高压或中压变电站中的变电站自动化领域。具体来说，它涉及汇流条跳闸之后的自动化负荷恢复。
技术介绍
高压和中压功率网中的变电站包含一次装置，例如电缆、线路、汇流条、隔离开关、电路断路器、功率变压器和仪表变压器，其一般布置在开关场(switchyard)和/或间隔(bay)中。这些一次装置经由变电站自动化(SA)系统按照自动化方式来操作。SA系统包括二次装置，其中智能电子装置(IED)负责一次装置的保护、控制和监测。二次装置可分层地指配给SA系统的站层或间隔层。间隔层上的IED又称作间隔单元，其彼此连接以及经由包含间隔间或者站母线的通信网络来连接到站层上的IED用于交换命令和状况信息。由国际电工委员会(IEC)引入了变电站的二次装置之间的通信的通信标准作为标准IEC61850的部分(标题为“用于功率公用事业自动化的通信网络和系统”)。对于非时间关键报告消息，章节IEC61850-8-1基于分别在传输和网络层中具有传输控制协议(TCP)和因特网协议(IP)以及具有作为物理媒体的以太网的简化开放系统互连(OSI)协议栈来规定制造消息规范(MMS，ISO/IEC9506)协议。对于基于时间关键事件的消息、例如跳闸命令，IEC61850-8-1规定直接在通信栈的以太网链路层上的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)。通过标准化配置表示或者称作变电站配置描述(SCD)的正式系统描述来配置基于IEC61850的SA系统。变电站自动化(SA)系统包含用于变电站的保护、控制和监测的多个基本SA功能。对于保护一次装置免于故障例如断路器故障保护或汇流条保护的功能，必须考虑所谓的保护区。保护区是开关场的电连接部分，其由断开隔离开关和断开或闭合电路断路器来界定。相应地，保护区与切换装置、即隔离开关和电路断路器之间的关系或者其相互指配从在单线路级的开关场拓扑或者从所有隔离开关的当前状态动态确定。作为示例，如果通过线路保护功能来跳闸的间隔断路器因内部故障而没有断开，则依次触发所谓的断路器故障保护功能，并且将跳闸信号传播到保护区中与出故障电路断路器相邻、即其左边和右边的电路断路器。换言之，断路器故障保护的任务是要检测断路器已经出故障以清除故障，并且使向包含故障的段中进行馈电的所有其余断路器跳闸，以便永久地清除故障。同样，汇流条保护的任务是要检测汇流条上的任何故障，并且使连接到受影响汇流条的断路器跳闸。EP1819022A1针对使由负责计算、指配和存储与高压或中压开关场的开关场区有关的信息的单个中央智能电子装置(IED)的故障所引起的潜在损坏为最小。为此，引入分布式开关场区管理，包括关于开关场区的知识的分布式存储，其中对各种开关场区的个别开关场元件或组件的指配存储在若干IED上。EP2262074A1涉及变电站自动化(SA)系统中的保护闭锁功能性的简化工程。通过将保护区相关智能包含在断路器IED处的闭锁功能块中来取代布线复杂度以及监控相关工程。其余配置工作在于向相应保护区分配闭锁功能实例，并且在于对每个保护功能指定它在闭锁之后将使哪一个(哪些)保护区跳闸和复位。因此，对于其中保护功能通过使用若干间隔控制或保护装置来使多个断路器跳闸的开关场配置和功率网，闭锁功能性的更有效实现是可能的。对于智能电网中的功率的高可用性，保护跳闸之后的快速负荷恢复或负荷转移是重要的，以便确保连接到被跳闸或隔离的汇流条段的负荷在没有延迟的情况下再次提供有功率。常规负荷恢复系统耦合到先前甩负荷(loadshedding)动作，其记忆甩负荷，或者依靠适合可用功率储备的优先步骤中的负荷的手动恢复。汇流条跳闸之后的快速负荷恢复的实现还获益于IEC61850标准，其提供到开关场中的保护和控制单元的必要通信，而无需附加硬件布线。负荷恢复的常规实现要求项目或变电站特定的应用逻辑和密集测试。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要简化配置以及负荷恢复功能的监控和测试。这个目的通过如独立权利要求所述的方法和装置来实现。通过从属专利权利要求，优选实施例是显而易见的。按照本专利技术，上述目的通过充分利用如下事实来实现：负荷恢复的所有信息从标准化配置表示并且从动态可观测事件是可用的。具体来说，IEC61850变电站配置描述(SCD)文件包含与其相关的变电站单线路、汇流条或断路器故障保护功能性以及对于恢复过程能够如何传送重新闭合命令的方式。负荷恢复功能或负荷转移应用观测保护跳闸功能的运行以及间隔到汇流条的并发连接状态，以便将跨出故障汇流条段的功率流自动恢复到并联健康的汇流条段。如果变电站汇流条通常作为环路来操作，则这种负荷恢复甚至可恢复跨电压电平的完全功率流。负荷恢复应用功能通过在汇流条段或汇流条结点处始发的汇流条跳闸或断路器故障跳闸的适当保护跳闸信号来触发。下文中，术语段用来指定由于汇流条跳闸或断路器故障跳闸而电隔离的汇流条的一个或多个部分。具体来说，具有经由切换装置可连接到多个间隔、馈电线和负荷的汇流条的功率系统的变电站中的自动化负荷恢复包括按顺序的下列步骤：-观测或接收指示断路器故障跳闸或汇流条的跳闸命令的消息，从而电隔离汇流条的某段，-识别先前、即跳闸之前连接到隔离汇流条段的孤立的隔离或去激励间隔，-识别电布置在孤立间隔与未跳闸、带电或被激励汇流条段之间的连接切换装置，以及-代表连接切换装置发出闭合命令，以便将孤立间隔连接到未跳闸汇流条段。在本专利技术的优选变体中，孤立间隔的识别通过在跳闸事件前面运行下列预备步骤来加速：-基于变电站的动态变电站拓扑对每个间隔建立间隔与其连接的汇流条的连接结点，以及-识别具有作为隔离汇流条段的部分的所建立连接结点的孤立间隔。备选地，预备步骤可包括-基于动态变电站拓扑来建立汇流条的保护区，并且对每个间隔建立间隔与其连接的连接保护区，以及-识别具有等于或包含在隔离汇流条段中的所建立连接保护区的孤立间隔。在本专利技术的有利实施例中，动态变电站拓扑通过下列步骤来建立-读取SA系统的标准化配置描述，并且从其中得到表示变电站的至少一部分的静态拓扑以及与变电站的一次元件有关的信息，-观测、监测或接收指示变电站的切换装置的开关状况(断开/闭合)的网络消息，以及-在观测到开关状况的状况变化时更新动态变电站拓扑。换言之，有限数量的可能保护跳闸的预先配置负荷恢复情形通过未跳闸的健康汇流条段的动态识别来取代，这仅在一旦实际发生跳闸才运行。负荷恢复应用分析有关汇流条段，以找出哪些间隔需要从孤立汇流条段转移到并联未跳闸的汇流条段。无法找到这种并联未跳闸的汇流条段可指示在耦合电路断路器时的故障或者指示两个并联汇流条之间的闭合隔离开关-隔离开关连接以及跨两种并联汇流条的段的保护区的对应扩展。设计和例示为逻辑结点LN的负荷恢复应用能够从IEC61850SCD文件进行自行配置，并且作为可选手动输入仅要求几个特性定时常数。模拟环境中的应用的测试仅要求很少设计工作，并且可在通用级执行，其中假设变电站配置的扩展SCD文件包括所有可能的间隔类型和四个汇流条的最大数。项目特定测试同样能够离线执行，并且在开发期间在采用项目的SCD文件的模拟环境中已经执行。本专利技术还涉及包含用于控制装置的一个或多个处理器(其适合连接到变电站自动化系统的通信网络和/或配置成存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有可连接到多个间隔和负荷(6.5，6.6)的汇流条(1.1，1.2)的变电站中的负荷恢复方法，包括‑ 观测隔离所述汇流条的某段的跳闸，‑ 识别先前连接到所隔离汇流条段的孤立间隔，‑ 识别所述孤立间隔与未跳闸汇流条段之间的连接切换装置(3.1，3.3)，以及‑ 代表所述连接切换装置发出闭合命令，以便将所述孤立间隔连接到所述未跳闸汇流条段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 EP 14165203.21.一种在具有可连接到多个间隔和负荷(6.5，6.6)的汇流条(1.1，1.2)的变电站中的负荷恢复方法，包括-观测隔离所述汇流条的某段的跳闸，-识别先前连接到所隔离汇流条段的孤立间隔，-识别所述孤立间隔与未跳闸汇流条段之间的连接切换装置(3.1，3.3)，以及-代表所述连接切换装置发出闭合命令，以便将所述孤立间隔连接到所述未跳闸汇流条段。2.如权利要求1所述的方法，包括-基于动态变电站拓扑对每个间隔建立所述间隔与其连接的连接结点(5.1，5.2)，以及-识别具有作为所隔离汇流条段的部分的连接结点的孤立间隔。3.如权利要求1所述的方法，包括-基于动...

【专利技术属性】
技术研发人员：W温默，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH