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智能报警和故障定位在电网智能化调度中的实现研究

作　者: 许凌
导　师: 艾芊；王毅
学　校: 上海交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 智能告警故障定位 SOE(事件顺序记录) 故障录波器分布式状态估计分层式故障分析可视化
分类号: TM734
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

现代电力系统的大型化和复杂化,给电网运行监控,尤其是尽早准确的发现事故带来了很大难度。现有各级电网调度部门普遍配备的能量管理系统(EMS)和远程监控及数据采集(SCADA)系统,具有数据量大、选择性差的特点,明显已无法满足电网调度员日常监控的需要。本文从复杂电网的调度工作需求出发,介绍了一套以调度端现有的数据采集系统为基础的智能报警和故障定位系统。该系统结合对保护信息/SOE(Sequence Of Event,事件顺序记录)的逻辑分析和对故障录波的解析分析于一体,采用计算机自动分析的方式来完成以往调度员人工分析故障的过程,为调度员快速处理故障、恢复供电以及制定设备检修计划提供辅助决策。同时针对系统基础数据准确性不高的问题,本文提出采用“分布、自治”的技术思路,将“调度中心集中式状态估计”变革为“变电站——调度中心两级分布式状态估计”,利用变电站内实时信息高度冗余的先天优势,将主要的数据错误解决在变电站内,从而探索出了提高调度中心自动化基础数据准确性的根本方法。本文通过对智能报警和故障分析软件模块的研究,实现了基于保护动作信号、SOE、SCADA数据、PMU数据和故障录波数据的多源信息融合技术,建立了分层式故障分析体系,并结合实用化,以多种可视化手段展示电网故障情况,辅助调度员快速处理故障和恢复供电。同时该模块还提供了故障反演功能,供调度运行人员对电网中历史故障案例进行研究。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-17
  1.1 课题研究的背景和意义  10-11
    1.1.1 课题研究的背景  10-11
    1.1.2 传统调度系统的局限性  11
  1.2 智能调度系统介绍  11-15
    1.2.1 调度自动化系统的发展  11-12
    1.2.2 智能调度系统  12-13
    1.2.3 智能调度系统的研究现状  13-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
第二章系统设计思路  17-37
  2.1 数据源  17-19
    2.1.1 开关变位  18
    2.1.2 SOE  18
    2.1.3 保护动作信息  18
    2.1.4 电气量信息  18-19
  2.2 数据采集  19-22
    2.2.1 104 规约接入  19-20
    2.2.2 录波文件采集  20-22
  2.3 系统功能需求分析  22-24
    2.3.1 故障点判断  22
    2.3.2 二次设备的动作评价  22-23
    2.3.3 开关的动作评价  23
    2.3.4 故障全过程的描述  23
    2.3.5 给出故障处理的初步意见  23
    2.3.6 进一步故障分析  23-24
  2.4 故障检测元件  24-25
  2.5 可疑故障设备集  25
  2.6 总体设计方案  25-31
    2.6.1 利用开关信息诊断  27-28
    2.6.2 利用SOE 信息诊断  28-29
    2.6.3 利用保护动作信息判断  29-30
    2.6.4 利用电气量数据判断  30-31
  2.7 数据流程图  31-36
    2.7.1 总体流程图  31-32
    2.7.2 故障计算程序流程图  32-34
    2.7.3 录波数据故障分析流程  34
    2.7.4 保护/SOE 故障分析流程  34-35
    2.7.5 保护/开关动作正确性评估  35-36
  2.8 本章小结  36-37
第三章关键技术实现  37-67
  3.1 分布式状态估计  37-46
    3.1.1 传统状态估计模式  37-39
    3.1.2 两级分布式状态估计  39-42
    3.1.3 变电站状态估计技术  42-44
      3.1.3.1 算法原理  42-43
      3.1.3.2 算法流程  43-44
    3.1.4 调度中心状态估计技术  44-46
  3.2 录波数据故障分析模块  46-61
    3.2.1 公共模块  46-49
      3.2.1.1 相电流差变化量选相.  46-47
      3.2.1.2 序电压选相  47-49
    3.2.2 线路故障分析模块  49-56
      3.2.2.1 启动元件  49-50
      3.2.2.2 故障分析模块  50
      3.2.2.3 分相电流差动模块  50-53
      3.2.2.4 工频变化量方向模块.  53-55
      3.2.2.5 零序方向模块  55-56
    3.2.3 母线故障分析模块  56-59
      3.2.3.1 启动元件  56-57
      3.2.3.2 比率制动元件  57-58
      3.2.3.3 复压闭锁元件  58-59
    3.2.4 变压器故障分析模块  59-61
      3.2.4.1 启动元件  59
      3.2.4.2 比率差动元件  59-60
      3.2.4.3 励磁涌流识别元件  60-61
  3.3 保护/SOE 逻辑分析模块  61-66
    3.3.1 总体设计思路  63-64
    3.3.2 开关拒动、误动判断  64-65
    3.3.3 停电区域处理环节  65-66
  3.4 本章小结  66-67
第四章软件成果展示  67-71
  4.1 故障概述信息查看  67-68
  4.2 故障详细信息查看  68
  4.3 故障录波和保护通道状态监视  68-69
  4.4 运行状态序列查看  69-70
  4.5 历史故障信息查询  70
  4.6 本章小结  70-71
第五章应用实例分析  71-82
  5.1 典型案例分析  71-79
    5.1.1 测试案例1  72-73
    5.1.2 测试案例2  73
    5.1.3 测试案例3  73-74
    5.1.4 测试案例4  74
    5.1.5 测试案例5  74-75
    5.1.6 测试案例6  75
    5.1.7 测试案例7  75-76
    5.1.8 测试案例8  76
    5.1.9 测试案例9  76-77
    5.1.10 测试案例10  77
    5.1.11 测试案例11  77-78
    5.1.12 测试案例12  78
    5.1.13 测试案例13  78-79
  5.2 事故实例应用  79-81
  5.3 本章小结  81-82
第六章总结及展望  82-85
  6.1 主要结论  82
  6.2 研究展望  82-85
    6.2.1 PMU 数据的深度挖掘  82-83
    6.2.2 解决系统及设备特性影响  83-85
      6.2.2.1 CT 饱和  83
      6.2.2.2 变压器励磁涌流  83-84
      6.2.2.3 母线故障流出电流  84-85
参考文献  85-88
符号与标记（附录）  88-89
致谢  89-90
攻读工程硕士学位期间已发表或录用的论文  90-92

智能报警和故障定位在电网智能化调度中的实现研究

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