电力系统区域性保护构建与原理

本书在智能电网发展的基础上，结合智能变电站技术和广域通信技术给予继电保护技术发展契机，分析电网传统继电保护应对复杂电力系统存在的整定配合困难、延时长、自适应差等问题，阐述面向区域电网多源信息的区域性保护构成及其关键技术，对支撑智能电网建设具有重要意义。本书分为7章，主要包括区域性保护概念、区域保护分区与实现方法、基于电流变换的电流差动保护新原理、基于多信息融合的区域保护原理、紧急功率支援下的重合闸附加稳定控制策略与区域保护通信迂回技术等内容。

前言
第1章绪论1
1.1现代电网大停电事故分析及其引发的继电保护思考2
1.2智能变电站技术与广域通信技术8
1.2.1测量数字化的互感器测量系统9
1.2.2通信标准化的信息共享网络12
1.2.3广域测量与通信技术19
1.3继电保护变革与意义21
参考文献23
第2章区域性保护概念24
2.1区域性保护基本概念26
2.1.1站域保护26
2.1.2广域保护27
2.1.3区域保护30
2.2区域保护一般系统构建30
2.2.1集中式区域保护系统31
2.2.2分布式区域保护系统32
2.2.3分布集中式区域保护系统32
2.3电力通信下的区域保护系统结构分析33
2.3.1电力通信技术33
2.3.2区域保护系统通信内容分析34
2.3.3通信系统结构仿真建模35
2.3.4通信结构对比分析40
2.4区域保护的层次化架构45
2.4.1间隔层保护46
2.4.2站域层保护46
2.4.3广域层保护47
参考文献47
第3章区域保护分区与实现方法49
3.1有限广域保护50
3.2基于图论的广域大电网保护分区技术与实现方法50
3.2.1保护分区的基本原则50
3.2.2保护分区的实现方法54
3.2.3算例分析57
3.3基于电压分布的自适应保护分区技术与实现方式62
3.3.1电力系统故障时序电压分布特点62
3.3.2基于序电压分布的自适应识别故障区域63
3.3.3故障区域构建原则65
3.3.4故障区域识别的实现方法66
3.3.5算例仿真67
3.4考虑通信系统的区域保护分区与实现流程69
3.4.1区域保护系统信息交换方式69
3.4.2分区策略原则70
3.4.3分区策略的实现流程74
3.4.4仿真验证78
参考文献81
第4章基于电流变换的电流差动保护新原理82
4.1电流差动保护基本原理85
4.2非均匀整形变换的电流差动保护原理86
4.2.1非均匀整形变换规则86
4.2.2不还原信息下的保护判据87
4.2.3信息压缩比87
4.2.4灵敏度分析88
4.2.5差动保护性能分析与验证91
4.3均匀整形变换的电流差动保护原理100
4.3.1均匀整形变换与反变换规则100
4.3.2还原信息下的保护判据102
4.3.3信息压缩比102
4.3.4误差分析102
4.3.5差动保护性能分析与验证103
4.40±1变换的电流差动保护111
4.4.1多DG接入配网差动保护分析111
4.4.2采样电流的准确化0±1变换116
4.4.3综合相量与相位比较的差动保护判据120
4.4.4配网仿真分析与验证123
参考文献126
第5章基于多信息融合的区域保护原理127
5.1基于多源信息的故障元件判别原理和实现方案128
5.1.1基于多源信息的距离保护128
5.1.2基于纵联信道的站域零序电流保护133
5.2基于故障信息测度的信息容错算法135
5.2.1信息综合适应度模型的确立135
5.2.2故障信息测度的定义138
5.2.3故障元件判别算法139
5.2.4算例分析141
5.3应用复合阻抗比较原理的广域方向保护算法144
5.3.1复合阻抗的定义145
5.3.2复合阻抗特性分析145
5.3.3广域复合阻抗保护方向保护原理147
5.3.4案例分析150
参考文献154
第6章紧急功率支援下的重合闸附加稳定控制策略155
6.1系统故障后首摆稳定性分析157
6.1.1大规模电力外送系统157
6.1.2首摆稳定性分析158
6.1.3首摆稳定性判断159
6.1.4首摆稳定性验证160
6.2系统功角超实时预测与阶数优化162
6.2.1龙格-库塔法功角预测162
6.2.2多阶自记忆功角超实时预测方法及阶数优化164
6.2.3基于功角预测的首摆稳定性预判170
6.2.4仿真验证170
6.3系统稳定性控制策略分析172
6.3.1切机与紧急功率支援策略172
6.3.2紧急功率支援策略实施173
6.3.3大规模电力外送系统中紧急功率支援实施方案175
6.4紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略176
6.4.1自适应重合闸时序与问题分析177
6.4.2自适应重合闸附加稳定控制策略178
6.4.3自适应重合闸附加稳定控制时序分析179
6.4.4瞬时性故障很好重合时间选择181
6.4.5流程图181
6.4.6仿真验证182
6.5紧急功率支援下传统重合闸附加稳定控制策略185
6.5.1传统重合闸时序与问题分析185
6.5.2传统重合闸附加稳定控制策略186
6.5.3传统重合闸附加稳定控制时序分析186
6.5.4传统重合闸重合于较为性故障后稳定性预测188
6.5.5流程图189
6.5.6仿真验证190
参考文献193
第7章区域保护通信迂回技术195
7.1区域保护通信实时性与均衡性196
7.1.1实时性196
7.1.2均衡性198
7.2区域保护通信迂回技术概述199
7.2.1区域保护通信迂回概念199
7.2.2网络轻负载与重负载概念200
7.3轻负载通信网络信道中断时的很优迂回路径重构算法201
7.3.1考虑时延与流量均衡性的很优迂回路径重构算法201
7.3.2IEEE14节点通信模型构建与仿真203
7.4重负载通信网络信道中断时的分流迂回算法208
7.4.1分流迂回的目标与原则208
7.4.2分流迂回算法模型211
7.4.3分流迂回算法的实现212
7.4.4分流迂回算法仿真验证213
参考文献218