【安全】智能微网保护装置新平台系统设计

  • 文章关键词:

    微电网

    智能电网

    电网保护

  •   随着电网规模的不断扩大,电力系统也逐步提高了对电能质量和可靠性方面的要求。世界范围内发生了多次影响范围极大的停电事件,暴露出了超大规模电力系统内分布式电源与大电网之间的矛盾。微网的出现可以解决分布式电源并网给大电网带来的问题,平时作为分布式电源与大电网并网运行,但是当故障发生时,微网可以孤岛运行,从有问题的主网上脱离,独立为负荷供电。

      智能微网是通过集成的通信体系、高级的分析技术、先进的控制技术来实现的。微网保护应采用广域保护的模式,由中央单元和就地单元两部分组成。在微网主控制室安装的中央单元可以提供全站保护,而在每个开关处安装就地处理单元完成交流量和开关量的采集。

      针对智能微网保护方式,大量的数据被采集到中央单元,进行汇总计算,同一时刻的数据必须保证在相同的采样周期得到处理,而不被延迟。复杂的控制原理和保护技术,要求快速响应的通讯机制,都需要有强有力的硬件平台的保障。

      针对线路或者变压器的单一对象的传统的保护装置已不能满足广域保护的模式,新一代平台对计算、通讯能力有了更高的要求,同时也提出了对应用不同的小系统方面适用性与易用性的需求。本文提出的系统设计可广泛应用于智能微网保护装置,并具有实际操作性。

      1、设计原则

      智能微网保护装置的新平台的设计原则如下:

      1.1 广域保护方案

      在广域保护方案中,主保护为智能微网保护中央单元,完成微网区域内的线路和母线保护。主保护的逻辑计算来源于就地单元上送的数据,并根据计算的结果对就地单元发送控制命令。智能终端主要完成就地开关信息、交流量的采集以及中央单元下发的控制命令的执行。

      智能微网的保护模块众多,定值数量大,采集的开关量输入、模拟量输入与开关量输出的数量都远大于一套普通的保护装置,因此对保护中央单元的计算处理能力、通讯传输能力和数据存储能力都提出了高规格的要求。

      相对于由多台装置共同完成全套保护功能的方案来说,本文提出了单台8U装置完成全套保护功能的系统设计方案。这样做可以使数据更为集中,效率更高,成本降低的同时也省去组屏和接线的繁复工作,有利于调试和维护工作。

      1.2 主处理器选型

      主处理器采用Freescale公司45纳米QorIQ系列的P2020,有优异的单线程性能功耗比,适用于网络、电信、军事以及工业市场中的各种应用。该通信处理器具有两个高性能Power Architecture e500内核,每个内核的运行频率为1.33GHz,自带32KBL1缓存、512KBL2缓存,支持32/64位DDR2和DDR3,同时支持纠错码。

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