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智能变电站高可靠性保护控制技术及应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TM63
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于电力系统及其自动化学科,产、学、研、用单位协同攻关完成。保护控制系统作为智能变电站的核心,是保障电网安全稳定运行的第一道防线。传统保护控制系统面向元件构建,设备过度重复配置,系统构成复杂、安全隐患难以消除。近年来国内外大停电事故原因分析表明,保护控制设备的不正确动作常是造成电网灾难性停电事故的罪魁祸首,如2006年中国某省电网由于线路保护误动作引发了5市大范围停电;2015年乌克兰电网保护控制数据网络遭受攻击,30座变电站的控制设备误动作,直接导致首都基辅在内的3个区域电网停电。中国电网规模已跃居世界第一,典型省级电网的保护控制设备近十万台,亟需通过体系优化消除故障隐患、提升保护控制系统整体可靠性。构建高可靠性的智能变电站保护控制系统是世界性难题,突出表现在:①变革现有体系架构、实现保护控制功能优化集成并灵活适应各电压等级工程应用难度极大。②与传统变电站私有规约不同,智能变电站采用开放式通信规约,促进了数据共享的同时也加剧了信息安全隐患,而相应的安全防护手段尚属空白,提高保护控制数据的采集容错及安全防护能力十分困难。③电网特殊运行工况下现有保护控制原理尚不完善,故障特征信号精确提取、故障性质准确判别难度很大。该项目团队依托国家重点基金等项目,历时8年从“保护控制体系优化、数据容错及安全防护、保护控制原理优化”三方面攻克了上述难题。①在国际上首次提出了智能变电站高可靠性保护控制系统集成方案,研制了功能可在线重构的通用软硬件平台,构建了适应不同数据采集方式的保护控制动态模拟测试平台,解决了传统保护控制系统结构复杂、故障隐患难于排查的世界性难题。②提出了冗余A/D和采样波形系数相结合的异常数据辨识方法,发明了网络数据路径自动规划技术,提出了核主成分分析和球向量机学习机制相结合的保护控制数据网络入侵防御方法,保障了保护控制数据的可靠采集及安全传输。③提出了自适应突变量距离保护、自适应重合闸、站域差动保护等优化原理,克服了系大幅振荡时突变量距离保护易误动的缺陷,提高了输电线路故障性质辨识成功率,解决了常规差动保护在变电站采集数据缺失或品质劣化时功能失效的技术难题。该项目获省部级科技进步一等奖3项,授权发明专利59项,出版专著6部,发布国家标准3项、国家电网公司企业标准37项,发表SCI论文22篇、EI论文60篇。院士专家组成的鉴定委员会认为“项目成果整体达到国际领先水平”。近三年来该项目直接经济效益42.83亿元。整体成果率先在辽宁省电网建设中得到应用,并陆续推广到国家电网公司范围内3074座智能变电站,实现工程建设和运维节支20.43亿元,工程应用中保护控制设备数量最高减少84.6%。通过优化体系、提高集成度促进了智能变电站保护控制系统整体可靠性的显著提升,对保障电网安全、促进国民经济健康发展发挥了重要作用。
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