- 相關推薦
廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲設計
廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲設計
摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的不斷深入，電力行業(yè)得到了快速的發(fā)展。
隨著在電力行業(yè)中科學技術的加入，使得智能電網(wǎng)技術得到了快速的提高。
在現(xiàn)如今的電網(wǎng)運行中，傳統(tǒng)的電力技術中融合了先進的通信技術、電子信息技術和計算機網(wǎng)絡技術等智能技術，對電網(wǎng)的發(fā)展起到了非常積極的作用。
由于廣域繼電保護是針對于電力繼電保護中傳統(tǒng)后備保護存在的突出問題進行解決的新思路，對于通信網(wǎng)絡安全穩(wěn)定的運行起到了保障的作用。
本文從廣域繼電保護的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征入手進行分析，對廣域繼電保護IED 接入變電站網(wǎng)絡與電力通信網(wǎng)進行了描述，并對廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲設計進行了研究，具有一定的指導意義。
關鍵詞：廣域;繼電保護;分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)如今，隨著科學技術的不斷發(fā)展，使得智能電網(wǎng)技術得到了快速的提高。
在現(xiàn)如今的電網(wǎng)運行中，傳統(tǒng)的電力技術對電子信息技術、通信技術和計算機網(wǎng)絡技智能技術進行了融合。
高科技技術在電網(wǎng)建設中的應用越來越廣泛，大大的促進了電力行業(yè)的綜合發(fā)展。
隨著電網(wǎng)建設的發(fā)展越來越快，電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運行方式復雜性增加，使得保護動作具有較長的延時性。
在面對突發(fā)問題時，傳統(tǒng)的后備保護方式將會影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對電網(wǎng)的正常運行產(chǎn)生影響。
廣域繼電保護的基礎是將保護算法與分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，實現(xiàn)安全可靠的網(wǎng)絡通信。
一、廣域繼電保護的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征分析
作為電網(wǎng)運行保護的一種新型模式，廣域繼電保護是電力系統(tǒng)的新增業(yè)務，其分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般按照層次的作用將保護網(wǎng)絡分為三個層次，分別是接入層、匯聚層和核心層。
在對廣域繼電保護分層系統(tǒng)進行設計時，對數(shù)字化變電站和電力通信的網(wǎng)絡的設計起到了重要的作用。
在實現(xiàn)廣域繼電保護功能的前提下，是不會影響電力通信網(wǎng)絡中現(xiàn)有的業(yè)務功能。
對于廣域繼電保護分層系統(tǒng)來說，其一般采取的模式為信息集中和區(qū)域集中決策相協(xié)調(diào)的策略，在分層系統(tǒng)中包含有變電站和調(diào)度中心，其中子站廣域繼電保護IED 被稱為TCU，DCU則代表主站中的廣域繼電保護IED，MU代表為調(diào)度中心的廣域繼電保護IED。
現(xiàn)如今，對廣域繼電保護的定義主要是針對相同電壓等級線路進行的保護。
一般情況下，在廣域通信網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)層面可以得出。
對于整個廣域繼電保護分層，其相同電壓等級的結(jié)構(gòu)一般分為三個層次，分別表示為核心層、匯聚層和接入層。
在對廣域繼電保護通信結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)建時，可以看做是若干個含有主站的區(qū)域組合而成，每個區(qū)域中的主站是由變電站擔任的，并把區(qū)域的主站組成匯聚層，對子站上的信息數(shù)據(jù)進行匯聚，并按照主站的區(qū)域進行劃分。
對于劃分后的子站信息進行分析，確定其屬于哪個主站區(qū)域，并將該區(qū)域中除了主站之外的變電站設置為子站。
那么，作為對信息進行采集和上傳的子站就構(gòu)成了廣域繼電保護結(jié)構(gòu)中接入層。
而廣域繼電保護分層結(jié)構(gòu)中的核心層則是由廣域電網(wǎng)的調(diào)度中心MU組成的。
在對廣域繼電保護的分層結(jié)構(gòu)進行了描述之后，我們已經(jīng)對廣域繼電保護的三個分層結(jié)構(gòu)有了一定的認識。
在確定了接入層的子站之后，對于子站進行廣域繼電保護則是由信息采集單元和跳閘執(zhí)行單元兩個結(jié)構(gòu)部分組成的。
其中，信息采集單元主要是對啟動原件進行判斷以及測量保護線路段開關量和模擬量。
在測量保護電路的模擬量時，其主要步驟是先對模擬量的測量值進行預處理，并根據(jù)與處理后的結(jié)果計算相應的權重值，最后將子站得到的預處理值和相應的權重值上傳給區(qū)域中的主站，由主站對上傳來的信息進行分析和處理。
另一方面，子站廣域繼電保護的跳閘執(zhí)行單元結(jié)構(gòu)部分則是對主站傳來的公職命令進行接收和執(zhí)行，同時綜合考慮本地后備保護的配合，最后得出相應的處理措施，對斷路器跳合閘的開關進行控制，同時并將處理后的信息作為反饋傳回給主站和核心層的調(diào)度中心。
在對廣域繼電保護中子站的結(jié)構(gòu)層次進行了分析后，下面將對主站的繼電保護層次進行分析。
我們知道廣域繼電保護在主站中分為綜合決策單元和信息采集單元，其中信息采集單元主要是處理主站中的TCU任務，對主站區(qū)域內(nèi)的信息進行收集的同時，執(zhí)行對核心層的調(diào)度中心下達的命令。
繼電保護層次的另一個組成部分是綜合決策單元，是根據(jù)區(qū)域中子站上傳的信息進行處理，包括廣域繼電保護運算等操作。
區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的故障問題進行處理后，將具體的處理措施下傳給子站進行執(zhí)行，對故障進行控制和處理。
最后，廣域繼電保護系統(tǒng)的核心部分是調(diào)度中心，調(diào)度中心是整個繼電保護系統(tǒng)的核心，通常是對各區(qū)域的繼電保護情況進行監(jiān)測，對全網(wǎng)實時拓撲結(jié)構(gòu)、故障記錄查詢等的實施協(xié)調(diào)與監(jiān)控，保證整個系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。
二、廣域繼電保護IED 接入變電站網(wǎng)絡與電力通信網(wǎng)
(1)廣域繼電保護IED 接入變電站網(wǎng)絡。
將廣域繼電保護IED接入到變電網(wǎng)絡去，需要把數(shù)字化變電網(wǎng)絡的通信設計方案與其結(jié)合起來，在數(shù)字化變電站網(wǎng)絡的通信方案確定之后，實現(xiàn)廣域繼電保護IED 接入變電站網(wǎng)絡的配置。
一般情況下，在數(shù)字化變電站通信中，全站統(tǒng)一網(wǎng)絡與獨立過程網(wǎng)絡是兩種應用較多的網(wǎng)絡通信方案。
其中，獨立過程網(wǎng)絡較容易實現(xiàn)，而全站統(tǒng)一網(wǎng)絡是一種信息高度共享網(wǎng)絡，相對于獨立過程網(wǎng)絡優(yōu)勢明顯，是數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡的最終選擇方案。
例如，針對于220kV的兩電壓等級的數(shù)字化變電站，在對此數(shù)字化變電站進行數(shù)字化拓撲結(jié)構(gòu)建設時，通常是將廣域繼電保護進行接入。
在數(shù)字變壓器中按照電壓分為高壓側(cè)和低壓側(cè)，針對于不同的電壓分側(cè)，采用的不同的拓撲結(jié)構(gòu)。
針對于變電站的低壓側(cè)一般采用間隔交換機來與間隔內(nèi)的過程層設備進行連接，并與集中備用交換機相互作用。
另一方面，針對于數(shù)字變電站的高壓側(cè)，通過間隔交換機與斷路器以及間隔內(nèi)的合并單元進行相互作用，建立起通信網(wǎng)絡使間隔設備之間進行連接通信。
與此同時，公共交換機使得跨間隔設備的過程層在高壓側(cè)相連，并在低壓側(cè)與另一交換機進行連接。
(2)廣域繼電保護IED 接入電力通信網(wǎng)。
在與電力通信網(wǎng)的接入過程中，廣域繼電保護IED是將網(wǎng)絡通信業(yè)務通過MSTP平臺傳輸給電力通信網(wǎng)，期間傳輸?shù)木W(wǎng)絡通信業(yè)務通過廣域繼電的方式進行保護。，將廣域繼電保護IED 接入電力通信網(wǎng)，也就是是指將傳輸?shù)耐ㄐ艠I(yè)務通過廣域繼電保護的方式，通過MSTP平臺傳給電力通信網(wǎng)。
(3)廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲設計。
在對廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲進行實現(xiàn)的過程中，一般首先是設計HVPLS網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，之后將以太網(wǎng)業(yè)務接入MSTP的設備之中，以太網(wǎng)接口業(yè)務一般包括調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)和繼電保護數(shù)據(jù)網(wǎng)等業(yè)務，上述業(yè)務都是通過虛擬的獨立網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)連接的。
廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡拓撲的實現(xiàn)方式通常是通過MSTP設備來實現(xiàn)的，在廣域繼電保護模式中，作為一種集中式的業(yè)務形式廣域繼電保護是對主站匯集到的信息進行保護，并將信息送到核心層，通過組網(wǎng)的形式實現(xiàn)網(wǎng)絡通信傳輸結(jié)構(gòu)形式。
結(jié)語
綜上所述，要實現(xiàn)廣域繼電保護就需要配備高效穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡，對于繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行網(wǎng)絡拓撲設計，有利于使得廣域繼電保護在電網(wǎng)運行和維護過程中迅速發(fā)展，并且可以促進電網(wǎng)的安全穩(wěn)定發(fā)展，推動電力行業(yè)的快速、健康穩(wěn)定的發(fā)展。
參考文獻
[1]叢偉，潘貞存，趙建國.基于縱聯(lián)比較原理的廣域繼電保護算法研究[J].中國電機工程學報，2006(21).
【廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡拓撲設計】相關文章：
基于復雜網(wǎng)絡理論的計算機網(wǎng)絡拓撲10-26
通信網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的設計要點探析10-26
復雜網(wǎng)絡理論下計算機網(wǎng)絡拓撲研究論文10-09
分層教學《 學與問》教案設計10-09
結(jié)構(gòu)與設計的教學方案10-07
計算機網(wǎng)絡管理系統(tǒng)設計與開發(fā)論文10-08
建筑結(jié)構(gòu)設計中概念設計與結(jié)構(gòu)分析論文10-11
淺談初中教學數(shù)學分層設計的論文10-10
初中數(shù)學分層教學的教案設計10-08