[发明专利]一种基于虚拟容器的层次化保护系统及其建立方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟容器的层次化保护系统及其建立方法，该系统包括：多个数据交换处理模块用于编码和解码变电站全部间隔的SV数据和GOOSE报文，以执行站域层保护和广域层保护中无延时保护功能；主控管理模块生成有多个相互隔离的层次化保护虚拟容器，多个层次化保护虚拟容器分别对应与多个数据交换处理模块通信连接，并且分别用于接收变电站对应间隔的SV数据和GOOSE报文，以执行站域层保护和广域层保护中有延时保护功能。本发明将虚拟容器应用于变电站层次化保护系统，简化了当前层次化保护系统结构，降低了系统复杂度和建造维护成本，同时在不改变层次化保护优越的继电保护性能的前提下，提高了继电保护系统可维护性和扩展性。

技术领域

本发明涉及电力系统安全控制技术领域，特别是涉及一种基于虚拟容器的层次化保护系统及其建立方法。

背景技术

目前，现代电网规模日益扩大，结构日益复杂，传统继电保护方式存在一定的缺陷。如传统后备保护整定配合困难，受电网架构及运行方式影响，易导致后备保护失配、大负荷潮流转移过程中可能出现非预期的连锁跳闸等，尤其是新能源接入与交直流混联等智能清洁电网发展前沿，对继电保护性能提出了更高的要求。随着智能电网信息共享技术和光纤通信技术的发展，近年来利用变电站范围内数据信息乃至广域测量信息的层次化保护是克服传统继电保护缺陷的研究方向之一。

普遍地，层次化保护将保护体系分为就地层保护(也称为间隔层保护)、站域层保护和广域层保护。就地层保护面向单个保护对象，独立决策，与传统继电保护相同。新设立的站域层保护和广域层保护综合利用全变电站范围内的信息和多个变电站的信息进行综合决策，执行站域冗余差动保护等无延时保护功能、以及近后备或远后备等有延时保护功能。其中，站域层保护可分为分布式站域保护和集中式站域保护，广域层保护可分为分布式广域保护、变电站集中式广域保护和区域集中式广域保护。

然而，为了换取继电保护性能的提升，以弥补传统继电保护系统的缺陷，当前主流层次化保护结构极大地增加变电站的建造和维护复杂度，降低继电保护系统可维护性和扩展性。以采用结构较多的分电压等级集中式站域保护结构为例，对于含有三种电压等级的变电站，考虑冗余配置时共需要6套站域保护装置、3套计量装置、3套故障录波装置、多套特定保护装置，如母线保护、稳控装置等以及多套SV交换机、GOOSE交换机。除此之外，广域保护同样需要大量设备支持，极大地增加变电站建造和维护成本。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于虚拟容器的层次化保护系统及其建立方法，通过将虚拟容器应用于变电站层次化保护系统，将传统实时核与虚拟容器相结合，多个数据交换处理模块作为实时核运行时间敏感的保护功能，多个相互隔离的层次化保护虚拟容器运行时间不敏感的保护功能，能够解决现有技术中为了换取继电保护性能的提升，以弥补传统继电保护系统的缺陷，当前主流层次化保护结构极大地增加变电站的建造和维护复杂度，降低继电保护系统可维护性和扩展性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于虚拟容器的层次化保护系统，所述层次化保护包括就地层保护、站域层保护和广域层保护，所述层次化保护系统包括：

多个数据交换处理模块，用于编码和解码变电站全部间隔的SV数据和GOOSE报文，以执行所述站域层保护和所述广域层保护中的无延时保护功能；

主控管理模块，生成有多个相互隔离的层次化保护虚拟容器，多个所述层次化保护虚拟容器分别对应与多个所述数据交换处理模块通信连接，并且分别用于接收变电站对应间隔的SV数据和GOOSE报文，以执行所述站域层保护和所述广域层保护中的有延时保护功能。

在某一个实施例中，多个所述数据交换处理模块还用于在就地层保护失效时，执行站域冗余无延时差动保护功能，并将对应的SV数据和GOOSE报文发送至对应的所述层次化保护虚拟容器，以使所述层次化保护虚拟容器执行所述站域层保护和所述广域层保护中的有延时后备保护功能。