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智能变电站继电保护可靠性研究，硕士学位论文，共74页。
摘要
基于IEC61580标准的智能变电站保护控制体系构筑在网络通信基础上,信息网络化传输可以实现高度信息共享,但是其实时性、安全性和可靠性直接决定了保护控制决策的有效性。而且智能变电站继电保护将原来独立继电保护装置的功能分解在不同的IED(intelligent electronics device)中实现,从而使得影响继电保护可靠性的因素和环节更加复杂和多元化。这些变化使得智能变电站的继电保护系统从系统结构和元件构成较传统变电站有很大的差异。如何对智能变电站继电保护系统进行准确的可靠性评估,发现系统中的薄弱环节并加以改正,提高保护的可靠性,具有较大的理论和实际价值。
本文首先对智能变电站进行了简单的介绍,在此基础上分析了其继电保护系统组成,然后以国电南自的广东电网220kV智能变电站方案中过程层网络接线方式为原型,采用可靠性框图构建了智能变电站在SV和GOOSE报文分网传输的结构可靠性模型,最后采用最小路集和不交化算法,研究实际变电站主变保护、llOkV线路保护、220kV线路保护和母线保护的可靠性。结果表明,在报文分网传输方式下,线路保护和主变保护的可靠性相当,母线保护的可靠性很低。
紧接着论文深入到元件层面,将元件重要度分析引入到智能变电站继电保护系统中。选择Bimbaum重要度、参数敏感性和关键重要度三个指标用于评测智能变电站继电保护系统的元件重要度,并对结果进行了分析,通过Bimbaum重要度和参数敏感性可以帮助设计工作者定位系统中的薄弱元件,更好进行系统的前期规划和设计:关键重要度用于系统运行阶段帮助检修人员合理分配维修资源以提高检修效率。
最后论文针对母线保护可靠性过低的问题,采用了环型网络结构的以太网冗余技术,并且构建了新方案下母线保护的可靠性框图,通过计算结果对比发现改进方案母线保护的各可靠性指标都有比较明显的提升。
本论文受到国家自然科学基金项目(51377026)的资助。
关键词:智能变电站;继电保护;可靠性框图;最小路集法;元件重要度

第一章绪论
1.1课题研究的背景与意义
随着电力系统的不断发展,电网的规模、电压等级不断提高,对电网安全经济运行和供电质量的要求也在不断提高。对于电力行业来说如何提供更加优质、清洁、经济、安全的电能成为必须面对的问题。国家“十二五”规划中明确提出的,发展智能电网已经成为国家战略。国家之所以要发展特高压、发展智能电网是因为我国幅员辽阔,且电力资源分布不均衡。很多需要大功率、远距离的电力传输,这样就对电网提出更高的要求。为此国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上提出了名为建设“坚强智能电网”(Strong Smart Grid)的发展规划。依照规划国家电网公司将于2020年前全面完成智能电网的建设,形成以特高压电网为骨架,各级电网协调发展的网架结构智能电网将计算机技术、信息技术、通信技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的可靠性和安全性、减少输电网电能损耗的优点。应用数字技术实现电能从电源到用户的传输、分配、管理和控制,以达到节约能源和成本的新一代电力网络。如:利用先进 传感器、通信和IT技术,在物理的电网络之上,建立基础信息架构,将所有的设备、装置、系统、客户、员工等连接在一起。实现对数据和信息的“按需”访问、利用和智能分析,从而实现对电网企业运作的更好的管理、更自动化、更优化。
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