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“坚强智能电网”的概念提出后,智能变电站作为重要组成部分发挥着巨大的作用。母线作为智能变电站中重要元件,采用分布式保护方案,实现分散化、就地化、数字化采样,难以保证各间隔所采集数据的同步性。目前广泛用的基于全站时钟源的同步方式严重依赖外部设备的稳定性,所以开展基于自同步技术的保护方案,对于分布式母线保护和智能变电站保护实现数据同步具有深刻的意义。本文将自同步技术引入分布式母线保护,研究探讨了自同步技术的开发、误差分析、应用方案,并进行了可行性测试。论文的主要工作如下:(1)分析了智能变电站与传统变电站的差别以及智能变电站分散化、就地化采样所具有的优势和带来的问题;就分布式母线保护与传统集中式母线保护在数据采集、传输、处理以及保护配置等方面的差别进行分析;研究了智能变电站现有同步方案优缺点。(2)提出了实现母线各间隔故障数据同步的自同步方案。该方案是在故障信号能同时到达母线各间隔的前提下,以故障时刻作为各间隔数据处理起始点的自同步方法。该同步方案不依赖外部同步时钟,同步精度高,可靠性强。该方案不仅适用于母线保护,也适用于其他需同步的元件保护。(3)研究了两种故障时刻检测算法,对两种算法的故障时刻检测精确度进行比较分析,给出了可能出现的误差范围,验证了故障时刻检测算法在智能变电站中应用的可行性。(4)提出了针对智能变电站分布式母线差动保护的自同步差动保护技术实施方案,从直采直跳以及网采网跳两种保护方式,对自同步母线差动保护算法在有主站保护方式、无主站保护方式等保护方式中的的具体实施方案进行了详细的阐述和设计。(5)提出了最小同步误差允许裕度角的概念,来表征分布式母线差动保护的耐受同步误差能力;推导得到了同步误差角度与差动电流两者之间的具体关系表达式,表征同步误差对差动电流的影响。得到了在各种影响因素单独作用和综合作用下的最小同步误差允许裕度角的理论值,并仿真验证了理论分析的准确性。该裕度角可判断各个环节产生的同步误差是否在保护正确动作的允许范围之内,也可以用来检验各种母线同步方法能否达到母线保护要求。(6)提出了可根据母线结构快速确定母线保护耐同步误差角度的方案,可为保护设计人员以及现场运行人员提供实用性参考。(7)采用RTDS实时仿真系统,模拟智能变电站运行环境,利用GTNET—SV软件模块和GTNET硬件板卡,实现满足IEC6180-9-2标准的数据采集、传输和处理,对文中提出的故障时刻检测方法的精度、直接采样模式和网络采样模式的自同步母线差动保护方案设计、母线差动保护耐同步误差能力等进行全面仿真测试。结果表明,本文提出的自同步方案不仅可以满足跨间隔的分布式母线保护数据同步要求,还可以推广应用到站域保护,有效解决智能变电站内分散化、就地化采样引起的数据不同步问题。