高壓或中壓變電站中的負(fù)荷恢復(fù)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及簡化配置以及電功率傳輸網(wǎng)或電功率分配網(wǎng)的高壓或中壓變電站中的負(fù)荷恢復(fù)功能的監(jiān)控和測試。本發(fā)明專利技術(shù)利用如下事實(shí)：負(fù)荷恢復(fù)的所有信息從標(biāo)準(zhǔn)化配置表示并且從動(dòng)態(tài)可觀測事件是可用的。具體來說，IEC?61850變電站配置描述(SCD)文件包含與其相關(guān)的變電站單線路、匯流條或斷路器故障保護(hù)功能性以及對(duì)于恢復(fù)過程能夠如何傳送重新閉合命令的方式。負(fù)荷恢復(fù)功能或負(fù)荷轉(zhuǎn)移應(yīng)用觀測保護(hù)跳閘功能的運(yùn)行以及間隔到匯流條的并發(fā)連接狀態(tài)，以便將跨出故障匯流條段的功率流自動(dòng)恢復(fù)到并聯(lián)健康的匯流條段。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及電功率傳輸網(wǎng)或電功率分配網(wǎng)的高壓或中壓變電站中的變電站自動(dòng)化領(lǐng)域。具體來說，它涉及匯流條跳閘之后的自動(dòng)化負(fù)荷恢復(fù)。
技術(shù)介紹
高壓和中壓功率網(wǎng)中的變電站包含一次裝置，例如電纜、線路、匯流條、隔離開關(guān)、電路斷路器、功率變壓器和儀表變壓器，其一般布置在開關(guān)場(switchyard)和/或間隔(bay)中。這些一次裝置經(jīng)由變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)按照自動(dòng)化方式來操作。SA系統(tǒng)包括二次裝置，其中智能電子裝置(IED)負(fù)責(zé)一次裝置的保護(hù)、控制和監(jiān)測。二次裝置可分層地指配給SA系統(tǒng)的站層或間隔層。間隔層上的IED又稱作間隔單元，其彼此連接以及經(jīng)由包含間隔間或者站母線的通信網(wǎng)絡(luò)來連接到站層上的IED用于交換命令和狀況信息。由國際電工委員會(huì)(IEC)引入了變電站的二次裝置之間的通信的通信標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)IEC61850的部分(標(biāo)題為“用于功率公用事業(yè)自動(dòng)化的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)”)。對(duì)于非時(shí)間關(guān)鍵報(bào)告消息，章節(jié)IEC61850-8-1基于分別在傳輸和網(wǎng)絡(luò)層中具有傳輸控制協(xié)議(TCP)和因特網(wǎng)協(xié)議(IP)以及具有作為物理媒體的以太網(wǎng)的簡化開放系統(tǒng)互連(OSI)協(xié)議棧來規(guī)定制造消息規(guī)范(MMS，ISO/IEC9506)協(xié)議。對(duì)于基于時(shí)間關(guān)鍵事件的消息、例如跳閘命令，IEC61850-8-1規(guī)定直接在通信棧的以太網(wǎng)鏈路層上的面向通用對(duì)象的變電站事件(GOOSE)。通過標(biāo)準(zhǔn)化配置表示或者稱作變電站配置描述(SCD)的正式系統(tǒng)描述來配置基于IEC61850的SA系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)包含用于變電站的保護(hù)、控制和監(jiān)測的多個(gè)基本SA功能。對(duì)于保護(hù)一次裝置免于故障例如斷路器故障保護(hù)或匯流條保護(hù)的功能，必須考慮所謂的保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)是開關(guān)場的電連接部分，其由斷開隔離開關(guān)和斷開或閉合電路斷路器來界定。相應(yīng)地，保護(hù)區(qū)與切換裝置、即隔離開關(guān)和電路斷路器之間的關(guān)系或者其相互指配從在單線路級(jí)的開關(guān)場拓?fù)浠蛘邚乃懈綦x開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)動(dòng)態(tài)確定。作為示例，如果通過線路保護(hù)功能來跳閘的間隔斷路器因內(nèi)部故障而沒有斷開，則依次觸發(fā)所謂的斷路器故障保護(hù)功能，并且將跳閘信號(hào)傳播到保護(hù)區(qū)中與出故障電路斷路器相鄰、即其左邊和右邊的電路斷路器。換言之，斷路器故障保護(hù)的任務(wù)是要檢測斷路器已經(jīng)出故障以清除故障，并且使向包含故障的段中進(jìn)行饋電的所有其余斷路器跳閘，以便永久地清除故障。同樣，匯流條保護(hù)的任務(wù)是要檢測匯流條上的任何故障，并且使連接到受影響匯流條的斷路器跳閘。EP1819022A1針對(duì)使由負(fù)責(zé)計(jì)算、指配和存儲(chǔ)與高壓或中壓開關(guān)場的開關(guān)場區(qū)有關(guān)的信息的單個(gè)中央智能電子裝置(IED)的故障所引起的潛在損壞為最小。為此，引入分布式開關(guān)場區(qū)管理，包括關(guān)于開關(guān)場區(qū)的知識(shí)的分布式存儲(chǔ)，其中對(duì)各種開關(guān)場區(qū)的個(gè)別開關(guān)場元件或組件的指配存儲(chǔ)在若干IED上。EP2262074A1涉及變電站自動(dòng)化(SA)系統(tǒng)中的保護(hù)閉鎖功能性的簡化工程。通過將保護(hù)區(qū)相關(guān)智能包含在斷路器IED處的閉鎖功能塊中來取代布線復(fù)雜度以及監(jiān)控相關(guān)工程。其余配置工作在于向相應(yīng)保護(hù)區(qū)分配閉鎖功能實(shí)例，并且在于對(duì)每個(gè)保護(hù)功能指定它在閉鎖之后將使哪一個(gè)(哪些)保護(hù)區(qū)跳閘和復(fù)位。因此，對(duì)于其中保護(hù)功能通過使用若干間隔控制或保護(hù)裝置來使多個(gè)斷路器跳閘的開關(guān)場配置和功率網(wǎng)，閉鎖功能性的更有效實(shí)現(xiàn)是可能的。對(duì)于智能電網(wǎng)中的功率的高可用性，保護(hù)跳閘之后的快速負(fù)荷恢復(fù)或負(fù)荷轉(zhuǎn)移是重要的，以便確保連接到被跳閘或隔離的匯流條段的負(fù)荷在沒有延遲的情況下再次提供有功率。常規(guī)負(fù)荷恢復(fù)系統(tǒng)耦合到先前甩負(fù)荷(loadshedding)動(dòng)作，其記憶甩負(fù)荷，或者依靠適合可用功率儲(chǔ)備的優(yōu)先步驟中的負(fù)荷的手動(dòng)恢復(fù)。匯流條跳閘之后的快速負(fù)荷恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)還獲益于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，其提供到開關(guān)場中的保護(hù)和控制單元的必要通信，而無需附加硬件布線。負(fù)荷恢復(fù)的常規(guī)實(shí)現(xiàn)要求項(xiàng)目或變電站特定的應(yīng)用邏輯和密集測試。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個(gè)目的是要簡化配置以及負(fù)荷恢復(fù)功能的監(jiān)控和測試。這個(gè)目的通過如獨(dú)立權(quán)利要求所述的方法和裝置來實(shí)現(xiàn)。通過從屬專利權(quán)利要求，優(yōu)選實(shí)施例是顯而易見的。按照本專利技術(shù)，上述目的通過充分利用如下事實(shí)來實(shí)現(xiàn)：負(fù)荷恢復(fù)的所有信息從標(biāo)準(zhǔn)化配置表示并且從動(dòng)態(tài)可觀測事件是可用的。具體來說，IEC61850變電站配置描述(SCD)文件包含與其相關(guān)的變電站單線路、匯流條或斷路器故障保護(hù)功能性以及對(duì)于恢復(fù)過程能夠如何傳送重新閉合命令的方式。負(fù)荷恢復(fù)功能或負(fù)荷轉(zhuǎn)移應(yīng)用觀測保護(hù)跳閘功能的運(yùn)行以及間隔到匯流條的并發(fā)連接狀態(tài)，以便將跨出故障匯流條段的功率流自動(dòng)恢復(fù)到并聯(lián)健康的匯流條段。如果變電站匯流條通常作為環(huán)路來操作，則這種負(fù)荷恢復(fù)甚至可恢復(fù)跨電壓電平的完全功率流。負(fù)荷恢復(fù)應(yīng)用功能通過在匯流條段或匯流條結(jié)點(diǎn)處始發(fā)的匯流條跳閘或斷路器故障跳閘的適當(dāng)保護(hù)跳閘信號(hào)來觸發(fā)。下文中，術(shù)語段用來指定由于匯流條跳閘或斷路器故障跳閘而電隔離的匯流條的一個(gè)或多個(gè)部分。具體來說，具有經(jīng)由切換裝置可連接到多個(gè)間隔、饋電線和負(fù)荷的匯流條的功率系統(tǒng)的變電站中的自動(dòng)化負(fù)荷恢復(fù)包括按順序的下列步驟：-觀測或接收指示斷路器故障跳閘或匯流條的跳閘命令的消息，從而電隔離匯流條的某段，-識(shí)別先前、即跳閘之前連接到隔離匯流條段的孤立的隔離或去激勵(lì)間隔，-識(shí)別電布置在孤立間隔與未跳閘、帶電或被激勵(lì)匯流條段之間的連接切換裝置，以及-代表連接切換裝置發(fā)出閉合命令，以便將孤立間隔連接到未跳閘匯流條段。在本專利技術(shù)的優(yōu)選變體中，孤立間隔的識(shí)別通過在跳閘事件前面運(yùn)行下列預(yù)備步驟來加速：-基于變電站的動(dòng)態(tài)變電站拓?fù)鋵?duì)每個(gè)間隔建立間隔與其連接的匯流條的連接結(jié)點(diǎn)，以及-識(shí)別具有作為隔離匯流條段的部分的所建立連接結(jié)點(diǎn)的孤立間隔。備選地，預(yù)備步驟可包括-基于動(dòng)態(tài)變電站拓?fù)鋪斫R流條的保護(hù)區(qū)，并且對(duì)每個(gè)間隔建立間隔與其連接的連接保護(hù)區(qū)，以及-識(shí)別具有等于或包含在隔離匯流條段中的所建立連接保護(hù)區(qū)的孤立間隔。在本專利技術(shù)的有利實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)變電站拓?fù)渫ㄟ^下列步驟來建立-讀取SA系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化配置描述，并且從其中得到表示變電站的至少一部分的靜態(tài)拓?fù)湟约芭c變電站的一次元件有關(guān)的信息，-觀測、監(jiān)測或接收指示變電站的切換裝置的開關(guān)狀況(斷開/閉合)的網(wǎng)絡(luò)消息，以及-在觀測到開關(guān)狀況的狀況變化時(shí)更新動(dòng)態(tài)變電站拓?fù)洹Q言之，有限數(shù)量的可能保護(hù)跳閘的預(yù)先配置負(fù)荷恢復(fù)情形通過未跳閘的健康匯流條段的動(dòng)態(tài)識(shí)別來取代，這僅在一旦實(shí)際發(fā)生跳閘才運(yùn)行。負(fù)荷恢復(fù)應(yīng)用分析有關(guān)匯流條段，以找出哪些間隔需要從孤立匯流條段轉(zhuǎn)移到并聯(lián)未跳閘的匯流條段。無法找到這種并聯(lián)未跳閘的匯流條段可指示在耦合電路斷路器時(shí)的故障或者指示兩個(gè)并聯(lián)匯流條之間的閉合隔離開關(guān)-隔離開關(guān)連接以及跨兩種并聯(lián)匯流條的段的保護(hù)區(qū)的對(duì)應(yīng)擴(kuò)展。設(shè)計(jì)和例示為邏輯結(jié)點(diǎn)LN的負(fù)荷恢復(fù)應(yīng)用能夠從IEC61850SCD文件進(jìn)行自行配置，并且作為可選手動(dòng)輸入僅要求幾個(gè)特性定時(shí)常數(shù)。模擬環(huán)境中的應(yīng)用的測試僅要求很少設(shè)計(jì)工作，并且可在通用級(jí)執(zhí)行，其中假設(shè)變電站配置的擴(kuò)展SCD文件包括所有可能的間隔類型和四個(gè)匯流條的最大數(shù)。項(xiàng)目特定測試同樣能夠離線執(zhí)行，并且在開發(fā)期間在采用項(xiàng)目的SCD文件的模擬環(huán)境中已經(jīng)執(zhí)行。本專利技術(shù)還涉及包含用于控制裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器(其適合連接到變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)和/或配置成存本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種在具有可連接到多個(gè)間隔和負(fù)荷(6.5，6.6)的匯流條(1.1，1.2)的變電站中的負(fù)荷恢復(fù)方法，包括??觀測隔離所述匯流條的某段的跳閘，??識(shí)別先前連接到所隔離匯流條段的孤立間隔，??識(shí)別所述孤立間隔與未跳閘匯流條段之間的連接切換裝置(3.1，3.3)，以及??代表所述連接切換裝置發(fā)出閉合命令，以便將所述孤立間隔連接到所述未跳閘匯流條段。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.04.17 EP 14165203.21.一種在具有可連接到多個(gè)間隔和負(fù)荷(6.5，6.6)的匯流條(1.1，1.2)的變電站中的負(fù)荷恢復(fù)方法，包括-觀測隔離所述匯流條的某段的跳閘，-識(shí)別先前連接到所隔離匯流條段的孤立間隔，-識(shí)別所述孤立間隔與未跳閘匯流條段之間的連接切換裝置(3.1，3.3)，以及-代表所述連接切換裝置發(fā)出閉合命令，以便將所述孤立間隔連接到所述未跳閘匯流條段。2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括-基于動(dòng)態(tài)變電站拓?fù)鋵?duì)每個(gè)間隔建立所述間隔與其連接的連接結(jié)點(diǎn)(5.1，5.2)，以及-識(shí)別具有作為所隔離匯流條段的部分的連接結(jié)點(diǎn)的孤立間隔。3.如權(quán)利要求1所述的方法，包括-基于動(dòng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：W溫默，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：ABB瑞士股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：瑞士;CH