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基于广域网和多Agent的电网自适应协调保护的研究

宋少群  
【摘要】: 传统的电网保护采用一套固定定值应付各种电网运行方式的策略,且大多采用本地量作为保护动作的判据。当电网运行方式发生剧烈变化时,保护定值难以与电网当前的运行方式相匹配,严重情况下甚至引起保护拒动或误动,造成大面积停电事故。电网的广域保护采用全网的信息来分析系统当前的运行状态,实时整定和调整保护的自适应定值,使保护处于最佳状态中,实现对故障的快速、可靠、精确的切除。本文针对基于广域信息的电力系统自适应协调保护问题进行了深入的研究,取得了如下成果: 提出了将图论与人工智能搜索技术相结合的电网拓扑快速分析方法。采用结点邻接矩阵表示站内结点间的连通情况,并构建结点树以表示电网中电气结点的连通情况。当电网发生开关变位事件时,通过修改邻接矩阵可快速跟踪站内拓扑的变化,并采用启发式搜索算法更新原搜索树,实现对发生变化的局部电网拓扑的快速跟踪。 提出了基于分块存储和消息传递的节点阻抗阵并行修改方法。推导了基于阻抗阵的边界等值化简并行计算公式,提出了基于远程存储访问功能的并行算法优化策略,可实现并行计算与处理器间通信的重叠,有效提高了并行计算效率。 提出了快速求取环网方向保护断点集的实用算法。通过对有向图中反馈边集特性的研究,提出一种快速求取反馈边集的方法,并论证了该方法的理论依据。进而采用该方法启发式搜索电网中保护的函数依赖关系集,得到环网保护整定的断点集。当电网拓扑发生变化时,可在原有搜索结果的基础上,快速得到新的保护断点集。 提出了线路后备保护的网络化自适应整定和校验分析方法。通过在相邻线路速断保护的保护范围末端设置故障时,保护测量到的电气量来整定Ⅱ段保护的自适应定值,可提高定值的灵敏性和选择性。当电网运行方式发生变化时,通过搜索保护的函数依赖关系集和影响关系集来界定影响域范围,实现对保护定值的快速校验。 提出了“带允许检查的尽力自适应”电力系统保护的协调控制策略,可保证电网在多数情况下使用自适应定值,并在极端情况下降为传统定值。 开发了基于广域网和多Agent的自适应协调保护的实验室原型系统。采用多Agent理论设计了系统的软件体系结构,通过Agent间的协调合作,可完成保护自适应定值的实时整定任务。系统采用XML搭载KQML通信原语的方法,实现Agent的跨平台通信。通过试验仿真,验证了系统的正确性和可行性。


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