电力系统广域保护通信系统论文

摘要：电力供应质量以继电保护和电力系统的自动化程度评价，标志着我国现代化电力已经取得明显进展，而电力系统能够稳定安全的输送主要依托于继电保护设备的支持。在检测和监督电力系统运行状态方面，继电保护发挥着不可取代的作用，明显促使我国电力系统朝着自动化、智能化方向发展。下面小编整理了一些《电力系统广域保护通信系统论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

电力系统广域保护通信系统论文 篇1：

SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析

【摘要】 在建设电力系统广域保护通信系统时，还要对系统的可靠性进行分析，从而为电力系统的安全运行提供保障。而就目前来看，在分层区域式保护通信系统中，主要采取的是SDH光网络结构。基于这种认识，本文对SDH光网络结构展开了分析，并对SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析问题进行了探讨。通过分析可以发现，采用SDH自愈环网结构，能够使光纤故障对系统可靠性的影响得到减小。

【关键词】 SDH光网络 分层区域式 保护通信系统 可靠性

引言

在电力系统中，需要利用广域保护系统进行设备运行状态的实时监控和保护。在这一过程中，系统需要利用专用通信网络进行各监测点动态实时信息的获取和传输，以便对系统故障进行综合判断。结合判断结果，系统则可以采取相应控制措施进行故障消除或损害控制，进而使电力系统保持稳定运行。加强对保护通信系统的可靠性分析，则能使系统运行的可靠性得到提高，从而为电力系统的安全运行提供更多保障。

一、SDH光网络的结构分析

在电力通信网络系统中，通信主干网和广域保护的区域网络采用的是SDH光网络。而SDH为在光纤上实现信号传输的网络，拥有统一网络接口标准，并多采用自愈环网结构进行组网。如下图1所示，为以自SDH愈环网为基础结构的广域保护系统。在该系统中，主要利用合并器进行各变电站内信息的传输，在保护子站接收到信息后，则可以采取相应保护措施，并利用SDH设备将信息传送至SDH网络。通过SDH网络，各子站和保护中心都能获得需要的信息[1]。结合获得的广域信息，保护中心则能制定相应的保护控制决策，从而控制子站执行相应保护命令。

二、SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析

2.1分层区域式保护通信网络系统结构分析

现阶段，广域保护系统有分布式、分层区域式和集中式三种形式。采取分层区域式结构，能够实现全局最优决策，并摆脱系统对保护中心的过度依赖。而该种系统需要借助专用通信网络实现保护功能，网络则由主干网和区域网构成。其中，主干网可以用于进行系统保护中心与区域保护中心的连接，区域网则用于进行变电站与区域保护中心的连接[2]。在广域保护区域网络中，目前可以采用的SDH光网络主要有两种结构，即SDH自愈环网结构和SDH星型网结构。具体选用哪种网络结构，还要根据连接的厂站类型及数量确定。

2.2分层区域式保护通信网络系统的可靠性分析

广域保护系统能否保持可靠运行，主要取决于专用通信网络是否具有较强的可靠性。而使用SDH光网络进行通信网络构建，可以利用光通信原理和状态空间法完成网络可靠性模型的构建，并对网络的可靠性展开分析。

2.2.1自愈环网结构的可靠性分析

采取自愈环网结构实现广域保护，可以采用两种组网方式，即通道保护环和复用段保护环。相比较而言，通道保护环组网方式采用的协议更加简单。而在该种组网方式中，二纤单向通道保护环的传输延时较小，所以得到了广泛应用。该种网络是由两路光纤和两路独立环网构成，网络业务和数据信号能够实现双发选收，并借助光发送设备得到发送[3]。通过倒换开关，光接收设备则能完成其中质量相对要好的一路信号的接收。如果光纤某段发生故障，通过倒换开关切换信号，则能接入备用光纤进行数据传输，所以能够使信号的连续性得到保障。IU为系统通信接口，由保护倒换模块和复用模块构成，如果一个IU出现故障，就会对信号传输产生影响。倒换开关多为并联冗余结构，可认为完全可靠，所以单个接口可用度可以利用下式（1）表示，式中λIU为接口故障率，μIU为修复率。

在对主干网进行可靠性评估时，可以利用如下图2所示的模型。该模型为利用状态空间法和网络法构建的模型，由独立故障和共同故障模型组成，能够反映一个区段光纤状态。图中，μL为一根光纤的修复率，对应的λL则为该光纤故障率。λ1则为光纤及备用光纤的共模故障率。

具體对广域保护通信网的可靠性进行飞行时，可以IEEE14母线系统为例。在电力系统中，通常使用复合地线光缆或自承式光缆进行网络构建，需要将通信线路与输电线路并行铺设[7]。所以一旦有电力线路存在，就有通信线路存在。在进行分层区域式广域保护通信网建设时，可以将系统划分为三个分层区域，即区域1、区域2和区域3，对应的保护中心分别为站2、站4和站5，利用光纤环网连接，从而完成系统通信主干网的建设，而各区域网络采用星型网结构。如下表1所示，为系统基本参数。

結合以往经验可知，在进行SDH自愈环网修复时，通常需要花费48h的时间进行光纤修复，设备接口故障修复则需要24h。通过采取上述可靠性分析方法，可以得到如下表2。

相较于设备接口，光纤故障率尽管较高，但是在自愈环网中使用却能使故障对网络可靠性的影响得到减小。所以想要使SDH环网保持较高可靠性，还要使设备接口的可靠性得到提高[8]。此外，相较于星型网，自愈环网使用的光纤数量更多，但是可靠性却要高一些。

三、结论

通过分析可以发现，在决策和组网方面，分层区域式广域保护系统拥有一定的优势。而在系统通信网络建设上，SDH光网络结构则得到了广泛使用。对系统可靠进行分析，则能得到各区段的故障概率和可用度等参数，从而更好的进行系统的设计论证和可靠性评价。参 考 文 献

[1]陈国炎，张哲，尹项根等.…广域后备保护通信模式及其性能评估[J].…中国电机工程学报，2014，01：186-196.…

[2]崇志强，戴志辉，焦彦军.…典型广域保护通信网络的信息传输可靠性评估[J].…电力系统及其自动化学报，2014，04：20-24.…

[3]梅鲁海.…基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究[J].…电力系统保护与控制，2014，21：81-85.…

[4]殷玮珺，袁丁，李俊刚等.…基于SDH网络的广域保护系统研究[J].…电力系统保护与控制，2011，05：120-123+127.…

[5]曾瑛.电力通信网可靠性分析评估方法研究[J].电力系统通信，2011，08：13-16.…

[6]丁伟，何奔腾，王慧芳，陈梦骁，许巍.…广域继电保护系统研究综述[J].…电力系统保护与控制，2012，01：145-155.…

[7]陈国炎，张哲，尹项根.…广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计[J].…电力系统保护与控制，2012，04：63-70.…

[8]杨卉卉，张华年，袁海涛等.…基于PTN网络的配电网区域保护控制系统研究及应用[J].…供用电，2016，03：46-49+45.…

作者：金虎

电力系统广域保护通信系统论文 篇2：

电气系统中的自动化继电保护技术

摘  要：电力供应质量以继电保护和电力系统的自动化程度评价，标志着我国现代化电力已经取得明显进展，而电力系统能够稳定安全的输送主要依托于继电保护设备的支持。在检测和监督电力系统运行状态方面，继电保护发挥着不可取代的作用，明显促使我国电力系统朝着自动化、智能化方向发展。从结构角度而言，相比传统电力系统，自动化电力系统内部结构简单，一些多余结构逐渐删除，电力系统在自动化技术的支持下，管理更加便捷，且管理难度也有一定程度的下降，这为提高电力资源管理水平和效率提供了保障。但即便如此，也无法充分发挥出自动化电力系统的既有价值。

关键词：电气系统;自动化;继电保护;技术

引言

电力系统在实际运行中会存在很多干扰，要想提高其稳定性和高效性，就要有效协调电力系统自动化和继电保护的关系，促使电力系统能够朝着智能化方向发展。在此期间，我们需要针对电力系统运行存在的问题进行及时的完善，以便电力企业能够获得可持续发展以及为社会各界提供安全性、智能性电力支持。本文结合电力系统的继电保护和自动化的关联性展开探讨，主要分析了自动化继电保护技术的相关内容，希望在电力企业发展的过程中能够提供相关借鉴。

1.电力系统及其自动化和继电保护的关系概述

1.1继电保护的重要作用

现代城市建设发展中，电能已经成为现代社会建设不可缺少的能源之一，意味着电力系统唯有安全稳定运行，才能保证电力资源供应满足社会建设发展需求。因此，电力系统安全、稳定运行，对于推动社会发展具有十分重要的现实意义。但是电力系统运行期间，因一些主客观因素的影响，存在一些故障问题，影响电力系统安全、稳定运行[1]。若电力系统运行中出现突发性故障，且没有及时采取措施消除故障，会使得故障影响范围进一步扩大，导致电力系统无法正常运行，电力资源供应因此出现问题，无法满足社会建设需求。

1.2继电保护是电力系统自动化改造升级的基本要求

继电保护设备唯有满足三点要求，才能促进电力系统及其自动化改造升级。继电保护具备较高的安全水平。电力系统运行目的在于满足社会建设对电力能源的需求，而用电质量的提高则是满足用户用电需求的重要保障。因此，电力系统及其自动化水平的提高，需重视安全性的提高，意味着电力系统及其自动化升级中需重视继电保护设备的使用，还需要密切关注继电保护设备是否满足了电力系统及其自动化安全需求。在电力系统建设中，需依据实际情况不断优化系统。而继电保护设备作为电力系统中的重要设备，在提高电力系统安全性和穩定性方面发挥重要作用。基于这一认识，继电保护设备唯有在电力系统可控范围内，且具备较高的灵敏性，才能在电力系统故障监测中，及时发现电力系统故障问题，从而及时解决电力系统故障问题，确保电力系统安全、稳定运行。继电保护具备一定的选择性。电力系统运行中，受制于多种影响因素，电力系统会出现一些故障问题，从而使得电力系统无法正常运行。在此情况下，继电保护设备需具备一定的选择性，才能依据电力系统故障具体情况，选择性切断故障线路，以此防止故障影响范围扩大，起到继电保护设备保护电力系统的作用。

1.3电力系统及其自动化发展受继电保护重要影响

电力系统及其自动化水平的提高，目的在于满足用户用电个性化需求。因此，电力系统设计时，电能控制具备十分重要的作用。但是在电力系统运行过程中，要想实现电力系统的科学、有效控制，则需重视电力系统信息控制作用的发挥，通过信息控制手段，结合用户个性化用电需求，动态调整电能，以此保证电能功能满足人民群众个性化用电需求。而继电保护设备在电力系统中的应用，即可将其应用在电力调度、通信等环节中，能够在继电保护设备的支持下，一方面可以保证电能得到合理的调控;另一方面可以让电能调度操作更具保障性。可见，电力系统及其自动化发展备受继电保护的影响。

2.电气系统中的自动化继电保护技术

2.1数据挖掘技术

由于电力系统和大众的生活质量密切相关，因此无论是电力系统的自动化程度还是继电保护水平，都需要得到真正的提高。在此形势下，数据挖掘技术逐渐引起广泛的关注，该技术主要包括灰色分析法、神经网络以及周期性关联规则挖掘算法等，能够促使电力自动化程度得到明显的提升，同时也能够为电力系统继电保护水平的提高提供有力的技术支持。如引入神经网络后，为电力系统自动化领域的数据共享、数据决策以及数据分析等提供了有力的支持，同时也顺利解决了电力调度关联性差以及基础数据整合不统一等问题;而灰色分析法对于电力领域的电力销售情况起到良好的服务作用，同时还能够预测用户的用电情况以及为处理电力系统的不完整数据提供了有力的支持;周期性关联规则挖掘算法对于电力系统存在的隐患以及不足之处能够进行有效的解决，蚁群算法是周期性关联规则挖掘算法的典型代表，在分类检索和路径检索的支持下，无论是提高电力系统自动化程度，还是提高继电保护水平，都获得了强有力的支持[2]。

2.2继电保护需与电力系统自动化相结合

由于电力系统运行受到很多干扰，致使电气设备和输配电线路增加了产生故障的概率，这时就体现出继电保护的重要性。但是继电保护的作用要想真正发挥出来，就需要和自动化技术相结合，以便功能和性能都可以得到强化，只有这样才能更好地处理电力系统在运行中产生的各种故障，才能够使电力系统更加安全可靠的运行。因此，继电保护效应要得到最大化的发挥，则需要和电力系统自动化相契合。如①变压器后备保护。在变压器后备保护方面可以运用分布式保护，以便在继电保护中体现出就地控制、就地测量以及电压等级和直接采样等，如果能将控制测量智能单元安装在GIS汇控柜中，并且在智能保护设备中进行应用，就可以有效提高继电保护的有效性。②变压器差动保护。在Goose网络的作用下，能够使失灵、变压器保护跳母联等故障信息传输，同时对两侧子单元发送数据引起关注，失灵保护跳闸接收、传输命令便就此实现。③备用电源自投。助多模光纤通道、IEC61850-9-2采样值传输协议，可以在110kV智能变电站继电保护的备用电源自投实现，上述两种模式只在实现层面上存在差异。

2.3广域继电保护

传统继电保护作用范围较小，为了让继电保护在电力系统自动化中更好的发挥作用，可以开展广域继电保护。广域继电保护和传统继电保护在认知方面存在差别，广域继电保护的核心在于能够提升系统设备的安全性和稳定性，还能使系统设备的信息得到充分的利用。如广域继电保护能够防止潮流在系统内发生转移，在此基础上便能提高对电力系统自动化的服务力度。广域继电保护可以分为集中式和分布式两种结构，分布式广域继电保护核心是各个终端设备IED，每个IED在独立工作状态中所进行的信息科学交流，对于继电保护的有效性有明显的提升作用;集中式广域继电保护对控制中心设备有了更高的要求，其通信系统的实时性和可靠性以及准确性也有了更高的要求。

3.结束语

为了有效提高继电保护设备在电力系统中的作用，在实践运用中需辩证认识电力系统及其自动化和继电保护之间的关系，有效提高继电保护自动化水平，为实现电力系统及其自动化、智能化发展奠定良好的基础。鉴于此，本文通过分析电力系统及其自动化特点和继电保护之间的关系，可以为充分发挥继电保护的作用，确保电力系统安全、稳定运行提供一些具有参考价值的建议。

参考文献

[1]陈颖，张福洪.电子通信类本科生创新能力培养的探索[J].高等理科教育，2011（04）：100-102.

[2]熊继平.通信工程专业技能达标考核体系建设探讨[J].大学教育，2014（05）：36-37.

作者：黄垚尧

电力系统广域保护通信系统论文 篇3：

智能电网中广域保护研究

【摘要】智能电网对电力系统的保护和控制带来了机遇和挑战。基于广域测量系统，通讯和测量技术的快速进步促使广域保护的发展。在智能电网中，非传统的变压器，时钟同步和脉冲同步等先进技术为广域保护的发展提供了发展机会。本文论述了广域保护的概念和内容以及发展；分析了像广域测量系统和传输系统等诸多关键技术；预测了智能电网中广域保护的发展趋势。

【关键词】智能电网；广域保护；广域测量

1、简介

随着全球资源和环境压力的剧增，社会呼吁要求环境保护，促进低碳生活和可持续发展。电力市场操作不断的深入，智能电网可以提供安全、可靠、清洁和高效的电力供应。有着低污染、可靠性高和场地灵活等优势的分布式计算机系统的产生，对未来大型电网提供强有效的支持。如今多数国家和组织一致建议建立一个灵活、清洁、安全、经济和友好的智能电网，并把智能电网作为动力电网未来发展趋势。

电网规模的扩大和高压电网的建设将导致电流损耗的降低。它将对电力设备运行和系统稳定有极大影响。电网系统的重新配置和电力系统的分布以及小型电网技术的开发将会引发诸多问题，例如装置保护装置的调整，抗阻系统变化，复合能流等等。这些将会对传统继电保护集合运算带来困难。

目前，新技术的研究和应用如变压器、时钟同步和数据同步、计算机信息、光纤通信等技术正在开发，这些对保护和控制发展提供了广阔的空间。因此，随着智能电网的深入研究，广域保护得到越来越多的關注。

2、广域保护和开发

广域保护系统的研究集中在两个领域：一个是安全和稳定性控制，另外一个是继电器保护。在安全和稳定性控制领域，广域保护主要作用是预防长期电压崩溃。它建立在监督控制和数据获得系统基础之上。这种系统有着集中决策结构、非实时的数据收集、降低数据恢复频率功能。这种通讯系统不需要求快速实时的数据更换。相比传统稳定性控制策略，在获取信息、形成控制策略、实现控制测量的过程中广域保护包含了更宽的地理范围，并需要更加复杂的计算。

在继电器保护领域，为了精确时间同步可以使用卫星定位系统发信号和为多点式最新信息传输的专门光纤线路。这些装置组成了一个广域电流差动后备保护装置。这样就服了因单一电气元件导向电流差动微分保护而不能提供快速后备保护装置。

3、智能电网广域保护的核心技术

3.1 广域测量技术

目前的电力系统通常都安装监督控制和数据获取系统来测量和监测系统的稳定性，以及故障记录系统来测量瞬态故障过程。然而，它对整个系统动态行为的监控和分析仍然有困难。因为监督控制和数据获取系统仅能够提供稳定的、低取样密度和在不同瞬间的异步功率网络信息。

广域同相测量技术能记述系统动态行为，因此使得它能够在电力系统中能更广泛的应用。像状况评估，自适应保护，在线不稳定预告和故障记录。

相测量单位是同步相图测量装置的基础设备，它被安装在电力系统中固定位置。它能测量系统的实时电压、电流、频率、相以及精确的振幅信息，并且将信息传输到信息中心进行对比，评估和其他操作。

3.2 广域通信系统

广域测量技术是广域保护系统的基础，需要一个安全和有效的通信系统。根据广域通讯发展的状况，选择光纤作为媒介，并用同步数字系列支撑异步传输模式的通讯网络，使之适合广域保护系统的通讯需求。目前异步传输模式得到了认可。

3.3 广域信息交换

通信系统是智能电网数字交换的关键技术。广域测量和数据交换是基于智能电网技术的关键基础技术。广域保护系统中的智能保电力护装置必须确保有效和准确的数据交换。

4、智能电网中广域保护的发展趋势

4.1 与自适应保护相结合

智能电网的一个特点是自我修复和调整，这也为保护的选择性、可靠性、速度、敏感度的提出了更高的要求。广域测量法和高速广域网络技术的发展，使得基于网络信息的自适应保护成为可能。广域保护系统不仅能获得实时操作信息和分析运行状况，并且能修改保护方案以匹配电网操作模式。

4.2 基于IEC61850协议的广域通信系统

广域保护系统的功能不同导致通信系统功能的不同。IEC61850协议能够实现不同通信技术之间的融合。在此框架下，所有的信息模型和不同智能变电站的数据交换都可能实现。对广域保护系统而言，不同的设备和操作模型的信息都将实现快速稳定的交换。

5、结论

本文讨论了广域保护的发展方向和核心技术。应用于智能电网中的同步数据技术、相间测量技术和通信技术在的应用为广域保护提供了高精度同步数据，得到了实时可靠的数据传递，提供了广域保护的原理和应用基本支持。自适应保护和IEC61 850协议为广域保护的继续发展提供了依据。广域保护是目前电力系统中一个研究热点。随着对智能电网的深入研究，广域保护技术将会更进一步发展。

作者：王宏生