电力系统自适应距离保护仿真研究

孔令慈

摘要：随着电力系统的发展，传统的距离保护已经不能满足系统的要求。一种新的距离保护方案，即自适应距离保护，被提出以满足要求。本文介绍了自适应距离保护的原理，并通过Matlab/Simulink构建了电力系统模型和自适应距离保护逻辑。最后通过设计仿真情景，验证了自适应距离保护的可行性。

关键词：自适应距离保护；Matlab/Simulink；仿真建模

SimulationResearchonAdaptiveDistanceProtectioninPowerSystem

KONGLingci

（StateNuclearElectricPowerPanningDesign&ResearchInstituteCo.，LTD，BeijingHaidianDistrict，100095）

Abstract：Withdevelopofpowersystem，conventionaldistanceprotectioncannotmeettherequirementsofthesystem.Anewdistanceprotectionscheme，adaptivedistanceprotection，isprovidedtosolveit.Thispaperintroducesprincipleofadaptivedistanceprotection，andbuiltapowersystemmodelwithadaptivedistanceprotectionbasedonMatlab/Simulink.Finally，simulationscenariosaredesignedtoverifythefeasibilityofadaptivedistanceprotection.

Keywords：adaptivedistanceprotection，Matlab/Simulink，modelandsimulation

0.引言

随着国民经济的发展和用电需求的增加，对供电系统和供电线路运行的安全性、经济性及可靠性的要求越来越高。传统的继电保护装置在运行过程中很少改变其定值。随着电力系统规模日益扩大，供电网络结构日趋复杂，传统的保护方式已越来越难以满足电力系统的要求。对于各种线路设备参数、运行参数以及故障信息，传统的手工管理已经难以应对。自适应继电保护技术的出现为解决这些问题提供了一条路径[1-4]。

本文首先介绍自适应距离保护的原理，然后通过建模仿真验证了自适应距离保护的可行性。

1自适应距离保护

1.1自适应距离保护的原理

适应性保护具有两个主要目标：一是调整保护功能的条件，二是自动调整保护功能。因此，自适应保护的主要功能是监视电力系统状态变化，优化保护设置并修改设置。

对于自适应距离保护中，有两种方法可以用来实现保护的自适应：一种是从设定好的定值库中选择适当的保护定值；另一种是根据当前系统状态自动计算适应的保护定值。

1.2自适应距离保护的结构

自适应保护方案的关键步骤是设计代表性和功能性的体系结构以满足要求。其详细的功能要求取决于保护方案，并且需求来自系统各个部分，也包括用户。

2自适应距离保护建模

2.1系统建模

本文利用MATLAB/Simulink平台搭建双端系统模型，模型结构如图1所示。

图1双端系统结构图

Figure1Structureoftwo-terminalsystem

系统参数如表1所示。

表1系统建模参数

自适应距离保护采用四边形特性，其过程如下：保护安装处测得的电压和电流输入距离保护逻辑来计算测量阻抗；与此同时，事件信号代入保护逻辑，通过分析得到具体的事件信息，并利用该信息选择适合的保护定值；最后将测量阻抗和选择的定值代入四边形特性的保护方程进行比较，并根据比较结果确定断路器跳闸信号。

3仿真与分析

3.1仿真场景设计

本文在进行仿真和测试之前，定义如下自适应距离保护测试事件：正常条件，高温条件和低温条件。各条件时对应的保护定值如表2所示。

表2保护定值

Table2SettingsofProtection

为验证自适应保护的逻辑准确性，分别在距离左端电源60km、120km和180km处制造三相接地故障，通过记录故障后断路器1和断路器2的状态来分析自适应距离保护逻辑的动作情况。

3.2自适应保护仿真

故障发生在0.5s，分别在正常条件、高温条件和低温条件下制造故障，故障仿真结果如表3所示。

表3自适应距离保护故障结果

Table3ResultsofAdaptivedistanceprotectionwithfault

从表3可以看出，在正产条件、高温条件和低温条件下，自适应距离保护均可以正确应对故障。

4结论

本文通过自适应距离保护的原理和可达性分析的过程，并利用MATLAB/Simulink平台搭建双端系统模型。通过设计三种条件：正常条件、高温条件和低温条件，并通过故障情况验证了自适应距离保护的可行性和正确性。

参考文献：

[1]卢青松.自适应输电线路距离保护研究[D].四川大学，2002.

[2]陈亮，段玉波，韩庆祝.自适应三段式距离保护整定方法的研究[J].电气技术，2009（1）：47-50.

[3]张华中，王维庆，朱玲玲，等.双回输电线路自适应距离保护[J].电网技术，2009（18）：209-213.

[4]陈亮.自适应技术在距离保护整定中的应用[D].大庆石油学院，2009.