文档介绍：分类号学号 M200971017

学校代码 10487 密级

硕士学位论文

广域智能后备保护系统的研究

学位申请人: 吕毅
学科专业: 电力系统及其自动化
指导教师: 游大海教授
答辩日期: 2012 年 1 月 8 日
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for
the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering

Research on Intelligent Wide Area Backup
Protection System

Candidate: Lv Yi
Major: Power System and Its Automation
Supervisor: Prof. You Dahai

Huazhong University of Science and Technology
Wuhan,
Jan, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不
包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做
出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到,本
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日期: 年月日

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日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文

摘要
随着交、直流特高压输电和智能电网的全面建设,我国的电力工业已有了突飞猛
进的发展。但在我国电网不断扩大、电压等级不断提高的同时,电网的安全问题也显
得越来越突出。其中号称“电力系统第一道防线”的继电保护系统在电网升级的过程
中已经凸显出诸多的不适应性。寻找一种新型的继电保护算法和设计思路以弥补传统
保护的不足,对电网的安全运行很有意义。
在分析了传统继电保护的不足后,本文在保留传统主保护的基础上,利用广域信
息设计了一套拥有三层保护区的广域智能后备差动保护系统。该系统采用变电站集中
式结构,在保证信号传输速度的基础上有效简化了通信系统的构建;基于图论的广域
后备保护分区算法能在线实时形成和更新每一个保护 IED 的三层保护区;多轮差动构
成的综合判据能准确的定位并切除故障,当单个保护 IED 出现误动及拒动时,广域后
备保护系统能智能判断并闭锁相应保护,即使在保护 IED 故障退出或断路器失灵的情
况下,广域后备保护系统仍能精确的定位故障,以最小代价切除故障元件,不会扩大
停电范围。
本文针对湖南省岳阳地区实际电网进行了仿真验证,仿真结果表明:系统定位故
障快速、准确,能应对单一故障及多重故障情况;在保护 IED 误动或拒动时,系统能
准确判断并将其闭锁;在保护 IED 故障退出时系统仍能准确切除故障,不会扩大停电
范围;在断路器失灵时系统能及时准确判断并相应动作关联断路器,有效隔离故障元
件。整个系统拥有很高的保护动作速度、可靠性和容错能力,可有效保护电网的安全
可靠运行。

关键词:广域保护;图论;保护区;差动保护;多重故障;湖南电网
I
华中科技大学硕士学位论文

ABSTRACT
With the establishment of alternating and direct current UHV transmission project and
smart grid, power industry has developed rapidly. But at the same time power system
security issues have e more and more prominent. So called ‘the fir