CN103855810A - 一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统，包含：一控制主站；与控制主站连接的多个控制从站；多个信息采集装置，分别连接控制主站及多个控制控制从站；信息采集装置用于检测线路上各元器件的状态，采集电气量及开关信号量，并接收控制主站及控制从站发出的决策结果及控制命令；控制从站用于接收控制主站下发的控制决策，同时接收本站连接的信息采集装置采集的电气量及开关信号量，并将数据上传至控制主站；控制控制主站用于根据当前时刻采集的电网实时信息，计算出控制策略，并将相关指令下发至控制从站。本发明能够缩短故障停电时间，将故障处理时间，由以往的人工操作小时级提高到现在自动控制的秒级。

Description

一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统
技术领域
本发明涉及电力供电技术领域，具体涉及一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统。
背景技术
经济发展，电力先行。电力是国民经济和社会发展的基础。电力关系到国民经济的发展，关系到人民生活，关系到社会稳定。电网安全是社会公共安全的重要组成部分，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。
由于现代社会与电能关系密不可分，电已经渗透到社会活动和人民生活的各个部分。因此，电网事故导致用户的停电，在政治上、经济上的影响是十分巨大的。电网事故会严重干扰社会生活的正常进行，甚至引起社会的动荡。电力安全事关经济大局和百姓生活，任何一次事故，都可能给社会带来无法挽回的损失，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。
高压配电网的布点和网架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。同时，由于电力建设周期较长，建设环境越来越困难，为保证区域未来发展需求，应该及时做好供电配套建设，形成近期所需要网架结构，打下良好的供电基础。
电力部门的社会责任，就是要全力维护电网稳定，保障社会稳定。但是事故、危险包括不可抗力的影响，这些都是不可预计的，如何从应对突发事件的高度，有效预防和应对停电事故已成为一个非常迫切和重要的事情。供电可靠性是衡量供电服务质量的综合性指标。
目前，电网故障由EMS系统（电能管理系统）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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统，能够缩短故障停电时间，将故障处理时间，由以往的人工操作小时级提高到现在自动控制的秒级，并且提高了供电可靠性，改善了供电质量，提升了电网运行效率，更好地为电网安全生产服务，进一步提高运行维护的经济效益和社会效益。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统，多个110千伏变电站设置在两220千伏电源站之间，其特点是，包含：
一控制主站，设置在其中任一110千伏变电站侧；
与控制主站连接的多个控制从站；
所述的多个控制控制从站分别设置在两220千伏电源站侧及其余多个110千伏变电站侧；
多个信息采集装置，分别一一对应连接控制主站及多个控制控制从站；
所述的信息采集装置用于检测线路上各元器件的状态，采集电气量及开关信号量，并接收控制主站及控制从站发出的决策结果及控制命令；
所述的控制从站用于接收控制主站下发的控制决策，同时接收本站连接的信息采集装置采集的电气量及开关信号量，并将数据上传至控制主站；
所述的控制控制主站用于根据当前时刻采集的电网实时信息，计算出控制策略，并将相关指令下发至控制从站。
所述的控制主站与控制从站之间采用点对点的星形连接方式。
所述的控制主站与控制从站之间通过光通信网络传递信息。
所述的控制主站与信息采集装置之间采用光纤连接；
所述的控制从站与信息采集装置之间采用光纤连接。
所述的信息采集装置设有光纤接口、同步数字体系接口、脉冲编码调制接口及音频接口。
所述的电气量包含断路器位置信号、交流电流电压量、线路保护动作信号量。
本发明一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统与现有技术相比具有以下优点：由于设有信息采集装置，方便采集电网的事实信息；控制主站根据事实信息进行方式识别（如网络拓扑识别）确定控制策略，实施闭环控制。
附图说明
图1为本发明一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统的结构框图。
图2为110千伏手拉手双侧电源供电的供电网络图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统，中间三个110千伏变电站（C、D、E）设置在两220千伏电源站（A、B）之间，包含：一控制主站1，设置在110千伏变电站C侧（控制主站1可以设置在任意一个110千伏变电站侧）；与控制主站1连接的4个控制从站2；4个控制控制从站2分别设置在220千伏电源站A侧、220千伏电源站B侧及110千伏变电站D侧、110千伏变电站E侧；5个信息采集装置3，分别一一对应连接控制主站1及控制控制从站2；信息采集装置3用于检测线路上各元器件的状态，采集电气量及开关信号量，并接收控制主站1及控制从站2发出的决策结果及控制命令；控制从站2用于接收控制主站1下发的控制决策，同时接收本站连接的信息采集装置3采集的电气量及开关信号量，并将数据上传至控制主站1；控制控制主站1用于根据当前时刻采集的电网实时信息，计算出控制策略，并将相关指令下发至控制从站2。
控制主站1与控制从站2之间采用点对点的星形连接方式。控制主站1与控制从站2之间通过光通信网络传递信息。控制主站1与信息采集装置3之间采用光纤连接；控制从站2与信息采集装置3之间采用光纤连接。信息采集装置3设有光纤接口、同步数字体系接口、脉冲编码调制接口及音频接口。电气量包含断路器位置信号、交流电流电压量、线路保护动作信号量。
具体应用： 110kV手拉手双侧电源供电的供电网络，正常运行时两侧电源同时供电，环网中有一处断开点作为联络开关。环网内的每回线路都配有光纤纵差保护及过流或距离后备保护，在发生线路故障时，线路保护装置能将故障线路两侧开关跳开以隔离故障。
如果110kV站内两台主变同时停电时，会使没有发生故障的区域也被断电，这时如果能通过网络重构，自动向非故障区域供电，可减少非故障区域的停电时间，减小事故影响范围。
对于跨供电区域的110kV手拉手双侧电源供电的供电网络，多个地调EMS同时进行改造并增加协同控制策略来实现对电网整体的风险较大，推荐由自愈安稳系统来实现。
正常运行方式如图2所示，两侧为220kV电源站A和B，中间是3个110kV变电站C、D、E。正常运行时，有2条供电环网，分别是A1-C1-C2-D1-D2-E1-E2-B1和A2-C4-C5-D4-D5-E4-E5-B2，所有220kV和110kV站的分段开关正常运行时断开，分段备自投均置于投运状态。C2和C5正常运行时断开，作为两条供电环网的联络开关。
利用自愈安稳系统实时采集信息，识别网络拓扑，并通过切负荷、负荷转供等方法实现电网稳定问题的闭环实时控制。
针对手拉手接线需要网络重构主要考虑会造成110kV站内两台主变同时失电的情况：
（1）同一个110kV站内的两台主变由同一个220kV变电站供电，而220kV全站失电造成110kV站失电，如图2中A站全停将造成C站失电；
（2）同一个110kV站内的两台主变的电源侧的两回110kV线路均故障，造成110kV站失电，如图2中B1-E2和E4-D5线路均故障。
对于一台110kV主变失电（主变保护动作或电源线路保护动作等），考虑由10kV分段备自投动作恢复供电，对于备自投不成功的情况，考虑到下级变电站也配置了备自投或来自不同变电站等，接线情况较为复杂，自愈安稳系统不考虑此情况的电网重构。
针对上述两种情况，考虑对手拉手环网内各回110kV线路的信息量（交流电流电压量、断路器位置、保护动作信号）进行采集，通过对环网架构实时计算判断，根据需要自动合分闸以实现网络重构恢复供电。
对于第一种情况，当A站全站失电时，安稳系统通过A1-C1和A2-C2两回线路失电情况的判断后，先跳开两回线路两侧的开关，然后合上联络开关，继续给C站供电。
对于第二种情况，当B1-E2和E4-D5线路均故障，将造成D站失电，安稳系统通过B1-E2和E4-D5两回线路失电情况的判断后，先跳开两回线路两侧的开关，然后合上联络开关，继续给D站供电。
控制主站1负责整个系统的控制功能，当检测出监控线路电气信息后，控制主站1则依据当前时刻采集的电网实时信息，实时计算出控制策略，将命令下发至各控制从站2，由各站点的信息采集装置3根据控制主（从）站下发的命令完成相关合分闸动作。
对于220kV变电站，需采集110kV线路的断路器位置信号、交流电流电压量、线路保护动作信号量，若两回路均从同一个220kV变电站引出，增加采集110kV分段的断路器位置信号。断路器位置信号应由开关副接点引接，交流电流量可引自备用流变次级或串接于线路保护后，交流电压量可引自110kV公共电压切换屏，线路保护动作量由线路保护柜内引出（可能需进行屏内改接线）。
对于110kV变电站，需采集110kV线路的断路器位置信号、交流电流电压量、线路保护动作信号量。断路器位置信号应由开关副接点引接，交流电流量可引自备用流变次级或串接于线路保护后，交流电压量可引自110kV线路GIS柜，线路保护动作量由线路保护柜内引出（可能需进行屏内改接线）。
信息采集装置3设有接口，能适应光纤直接连接、SDH 2M接口、PCM 64K接口、音频接口等各种类型。
控制从站与控制主站采用点对点通信方式，考虑到光缆纤芯的利用程度，优先推荐采用复用2M通道方式，并配置光纤转2M通信接口装置，主站端可配置多路2M装置实现星形连接，利用SDH自愈成环的特点可以提高安稳系统的可靠性，并减少对光纤芯的利用。但是该2M方式将使得通信中间环节增加，通信接口装置还需额外提供通信电源。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种用于110千伏变电站的自愈安稳系统，多个110千伏变电站设置在两220千伏电源站之间，其特征在于，包含：
一控制主站（1），设置在其中任一110千伏变电站侧；
与控制主站（1）连接的多个控制从站（2）；
所述的多个控制控制从站（2）分别设置在两220千伏电源站侧及其余多个110千伏变电站侧；
多个信息采集装置（3），分别一一对应连接控制主站（1）及多个控制控制从站（2）；
所述的信息采集装置（3）用于检测线路上各元器件的状态，采集电气量及开关信号量，并接收控制主站（1）及控制从站（2）发出的决策结果及控制命令；
所述的控制从站（2）用于接收控制主站（1）下发的控制决策，同时接收本站连接的信息采集装置（3）采集的电气量及开关信号量，并将数据上传至控制主站（1）；
所述的控制控制主站（1）用于根据当前时刻采集的电网实时信息，计算出控制策略，并将相关指令下发至控制从站（2）。
2.如权利要求1所述的自愈安稳系统，其特征在于，所述的控制主站（1）与控制从站（2）之间采用点对点的星形连接方式。
3.如权利要求2所述的自愈安稳系统，其特征在于，所述的控制主站（1）与控制从站（2）之间通过光通信网络传递信息。
4.如权利要求1所述的自愈安稳系统，其特征在于，所述的控制主站（1）与信息采集装置（3）之间采用光纤连接；
所述的控制从站（2）与信息采集装置（3）之间采用光纤连接。
5.如权利要求1所述的自愈安稳系统，其特征在于，所述的信息采集装置（3）设有光纤接口、同步数字体系接口、脉冲编码调制接口及音频接口。
6.如权利要求1所述的自愈安稳系统，其特征在于，所述的电气量包含断路器位置信号、交流电流电压量、线路保护动作信号量。
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