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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着我国电网规模不断扩大、结构不断复杂，在提高了供电可靠性的同时给继电保护和安全稳定控制带来了新的考验。传统继电保护基于就地量信息，依靠固定的整定值工作，难以在电网不同的运行方式下兼顾选择性和灵敏性。尤其是传统后备保护，在复杂电网中整定更加困难，其依靠多级延时配合保持选择性的特点会增加电网在紧急状态下的风险。针对以上问题，随着相量测量装置在电力系统中的应用，一种基于状态估计的广域继电保护系统近年来受到了国内外学者的广泛关注。目前对广域继电保护系统的结构、性能指标和工作方式等内容仍在研究探讨之中。国内外学者试图结合快速发展的计算机与通信技术，利用广域信息构造保护系统以适应电力系统的新特征。广域继电保护算法可以分为两种：一种是广域差动继电保护，这种方法是通过搜集相邻区域保护装置的测量信息，并且利用基尔霍夫电流定律来判断故障位置；另一种则是通过收集相邻区域保护的判断结果来进行集中决策。广域信息的引入会使继电保护装置的构成复杂化，为了保证其可靠性，广域继电保护要有一定的容错能力，保证其测量错误时仍能正确决策。本文提出基于状态估计的广域继电保护的算法，通过建立广域继电保护的状态估计模型，判别故障支路的准确位置和故障定位，并能确定系统状态。利用相邻区域保护装置的冗余量测信息，通过最优估计修正量测误差,通过坏数据检测和辨识排除坏数据的影响,提高保护决策的准确度。

国内外研究现状

瑞典学者Bertil Ingelsson于1997年最先提出广域保护的定义，其论述的广域继电保护系统主要用来预防互联电网的长期电压崩溃，系统通过SCADA实现电压稳定控制功能。此后，国际大电网将广域保护定义为主要完成系统的稳定控制功能。广域保护系统的研究初期都是将广域信息应用到稳定控制领域，直到21世纪初，才有学者将广域信息应用到继电保护中，并提出开发广域后备保护专家系统，通过人工智能技术，确定并消除故障，防止电力系统的连锁跳闸，避免电力系统大停电；之后提出广域继电保护并不是取代传统保护，而是充分利用电网多点信息，对传统主保护和后备保护进行补充。在2003年欧美接连发生大停电事故之后，提出系统终端保护思想，将广域保护接于变电站控制系统，利用广域信息将继电保护和稳定控制相结合，实现区域电网的整体保护；而在国内学者提出的满足“三道防线”要求的广域保护系统中，也指出继电保护和自动控制装置应当相互配合、协调控制；对于广域信息的利用，应该有效采集和处理广域静态和动态信息，然后进行信息协调、分析和控制。

2. 研究的基本内容

（1）简要了解设计背景、广域继电保护的发展状况，对广域继电保护系统进行深入的分析与研究。

（2）建立广域继电保护的状态估计模型，获取各个支路以及母线的量测数据，对这些量测数据进行详细的分析。

（3）通过数据是否满足主保护启动来进行判据，写出每个支路和母线的量测方程，通过利用基于状态估计的广域继电保护的算法找出并判别故障支路的准确位置和故障定位，检测和辨识量测中的坏数据，发现坏数据后，把其相应的量测方程删除，当坏数据被全部排除后，则将可疑故障支路确定为故障支路，然后进行相应的继电保护动作。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

学习并掌握广域继电保护概念及原理，建立广域继电保护的状态估计模型，分析广域继电保护的算法，通过各个支路以及母线的量测数据是否满足主保护启动判据，写出每个支路和母线的量测方程，通过利用基于状态估计的广域继电保护的算法找出并判别故障支路的位置，检测和辨识量测中的坏数据，发现坏数据后，把其相应的量测方程删除，当坏数据被全部排除后，则将可疑故障支路确定为故障支路，然后进行相应的继电保护动作。

进度安排：

4. 参考文献

[1]何志勤,张哲,尹项根等.电力系统广域继电保护研究综述. 电力自动化设备,2010,(5):12-16

[2]吕颖,张伯明,吴文传等.基于增广状态估计的广域继电保护算法.电力系统自动化,2008,32(12):12-16

[3]罗建裕,王小英,鲁庭瑞,刘华伟,徐春雷等.基于广域测量技术的电网实时动态监测系统应用电力系统自动化,2003,27(24):78-80