解析智能電網(wǎng)對繼電保護發(fā)展的影響

熊瀟瀟

（國網(wǎng)江北供電公司，重慶 401147）

1 概述

隨著科技的不斷發(fā)展，各類新型的技術(shù)也得到不斷的研發(fā)，智能電網(wǎng)也不例外。智能電網(wǎng)擁有自愈性、穩(wěn)定性、兼容性和高效性等優(yōu)良特性，在全球各個國家的電力系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。智能電網(wǎng)目前在各國的研究應(yīng)用中，尚處于初級階段，并且其定義也沒有明確的內(nèi)容。而繼電保護是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，對于電力的控制、測量和網(wǎng)絡(luò)化的普及等方面有著非常深遠的發(fā)展意義。特別是目前智能電網(wǎng)還處于初級發(fā)展期，所以就給繼電保護提出了更多的要求。智能電網(wǎng)在我國的應(yīng)用發(fā)展中，基本上已經(jīng)完成了信息化、自動化和數(shù)字化的建設(shè)，并且還在大力建設(shè)中。而各種先進電力技術(shù)的應(yīng)用也給繼電保護帶來了很大的影響，下面基于這些影響，來探究智能電網(wǎng)中繼電保護的應(yīng)用。

2 智能電網(wǎng)中繼電保護的構(gòu)成

繼電保護是電力系統(tǒng)中的重要技術(shù)，參與了電力系統(tǒng)控制和測量等多個方面的工作。在智能電網(wǎng)的應(yīng)用中，首先采用各類傳感器對電力系統(tǒng)中的輸電和供電等主要設(shè)備進行全方位的監(jiān)控；然后把監(jiān)控所得的信息通過可行的通道傳遞到電力網(wǎng)路系統(tǒng)中進行整理和分類，最后把整理分類好的數(shù)據(jù)進行一定的分析，并根據(jù)各個設(shè)備的運行狀況和極值標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備進行遠程的調(diào)整。此外，一個保護裝置不僅僅需要采集保護設(shè)備的各種信息，還需要掌握與此保護設(shè)備相聯(lián)合的其它設(shè)備的信息，以便于在沒有人工關(guān)注的時候，能夠最大程度的把系統(tǒng)的故障降到最低。因此智能電網(wǎng)中的繼電保護在實際的保護工作中，不僅能夠跳保護設(shè)備，還能夠?qū)ΡＷo設(shè)備的各個關(guān)聯(lián)節(jié)點發(fā)出連跳命令。

3 智能電網(wǎng)對繼電保護的影響分析

智能電網(wǎng)主要是以物理電網(wǎng)為主要組成部分，并通過傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進技術(shù)把電網(wǎng)系統(tǒng)中各個部分聯(lián)接起來，構(gòu)成一個智能化的電網(wǎng)系統(tǒng)。而繼電保護是智能電網(wǎng)的第一道安全防線，其應(yīng)用也受到了智能電網(wǎng)的各方面影響

3.1 數(shù)字化

目前的智能電網(wǎng)最大的特點就是數(shù)字化，其主要包括兩個方面：第一是通過各種數(shù)字接口與電子互感器而實現(xiàn)的測量手段的數(shù)字化；第二是利用光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)字傳輸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的狀態(tài)量電纜傳輸與模擬量的電纜傳輸而實現(xiàn)的信息傳輸數(shù)字化。電子互感器擁有體積小、高絕緣性等特性，并且其利用光電轉(zhuǎn)換的測量原理也給繼電保護帶來了較寬的傳輸頻帶和較好的暫態(tài)性能，消除了傳統(tǒng)電容式電壓互感器與電磁式互感器的測量誤差。因此，在未來的繼電保護發(fā)展中，其工作重心就應(yīng)該是簡化繼電保護的輔助功能，并且能夠用數(shù)字化的傳感器最大程度的提升繼電保護的成效性。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化

目前我國的數(shù)字化變電站建設(shè)已經(jīng)開始普及，整個電力系統(tǒng)也在朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，這些對于繼電保護也有著很大的變革。對于這些變革，主要體現(xiàn)在兩個方面：第一是信息的獲取。變電站的網(wǎng)絡(luò)化給繼電保護帶來了網(wǎng)絡(luò)上的共享式，使得其不再局限于單單保護自己的設(shè)備，從而把變電站所有的設(shè)備信息緊密的聯(lián)系在一起；第二是信息的發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)化的信息傳輸方式使得控制信號更加精準(zhǔn)和及時的在整個系統(tǒng)中傳遞。

3.3 廣域化

隨著電網(wǎng)信息化在我國的深入推廣和發(fā)展，我國很多區(qū)域都開始大力推廣基于PUM的WAMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并且已經(jīng)完成了初步的建設(shè)，并且這也將是智能電網(wǎng)在控制環(huán)節(jié)的重要部分。雖然從建設(shè)初衷上來看，WAMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)并不是以智能電網(wǎng)的繼電保護服務(wù)為出發(fā)點的，但是因為其包含的廣域性卻可以大大的提高繼電保護設(shè)備的性能，進一步提升整個裝置安全性能。

3.4 輸電靈活化

智能電網(wǎng)最大的特性就是能夠大大提高輸電的效率，使得整個電力系統(tǒng)的控制更加的靈活。因此，在智能電網(wǎng)中有著很多靜止無功補償裝置、統(tǒng)一潮流控制器和電能質(zhì)量控制裝置等一系列的交流靈活輸電技術(shù)。不僅如此，我國電網(wǎng)特有的交直流混合輸電也大大增加了整個電網(wǎng)系統(tǒng)中的非線性可控電力元件的數(shù)量。以電力電子元件為主體的智能電網(wǎng)和以旋轉(zhuǎn)元件為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)電網(wǎng)之間有著非常明顯的差別，因此也給目前電網(wǎng)中的繼電保護裝置帶來了很大的影響。

3.5 整定自動化

傳統(tǒng)電網(wǎng)中的繼電保護往往只針對被保護的線路，并且其調(diào)整定值因為單線信息的局限性也有很多的偏差。而智能電網(wǎng)繼電保護能夠把整個電力系統(tǒng)中被保護的線路和與線路有關(guān)的設(shè)備有機聯(lián)合在一起，集中整個系統(tǒng)中各個部分的運行信息，從而對系統(tǒng)進行分布協(xié)同的保護，大大增加了繼電保護的精準(zhǔn)度和適時度。

4 繼電保護在智能電網(wǎng)中應(yīng)該注意的問題

4.1 適時調(diào)整保護定值

首先，由于智能電網(wǎng)運行方式的靈活性以及潮流流向的不確定性，需要相應(yīng)的保護定值擁有較為良好的適應(yīng)能力。繼電保護中的距離保護和電流保護在實現(xiàn)的時候，就要保證保護定值能夠跟隨著運行方式的變化而相應(yīng)的變化；其次，繼電保護的保護功能也需要跟隨著運行方式的變化而做出相應(yīng)的調(diào)整；最后，還要注意周圍的環(huán)境條件對于保護定值的影響。其主要是因為智能電網(wǎng)中的各類傳感器對于溫度和容量的敏感度相對較高，微小的溫度和容量都會給最后的結(jié)果帶來變化。

4.2 改變繼電保護的配置形態(tài)

智能電網(wǎng)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化使得繼電保護信息獲取和發(fā)送的媒介發(fā)生了很大的變化，并且主保護的性能也會因為網(wǎng)絡(luò)化的信息而得到提升，而繼電保護的配置也會利用網(wǎng)絡(luò)共享的控制信號而發(fā)生一定的變遷。此外，共享信息在廣泛利用的同時，還要注意信息傳輸?shù)陌踩院途珳?zhǔn)性。

4.3 提高安全自動裝置的性能

由于智能電網(wǎng)信息廣域化的廣泛應(yīng)用，提高了安全自動裝置和實踐敏感性不強的后備好糊裝置的性能，進而使得這些裝置的延時整定得到大大的改善，從而避免大范圍定點事件的發(fā)生。

4.4 繼電保護新技術(shù)的應(yīng)用

隨著太陽能和風(fēng)能等新興能源的廣泛應(yīng)用，也給智能電網(wǎng)中的繼電保護帶來了很大的安全問題。此外，智能電網(wǎng)的靈活控制方式主要是靠電力電子控制來實現(xiàn)的，且也改善了傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障暫態(tài)，因此對于適應(yīng)于當(dāng)下智能電網(wǎng)的繼電保護新技術(shù)的研究也是未來繼電保護的關(guān)鍵問題。

結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)的各種先進技術(shù)也會得到更有深度的研發(fā)。而智能電網(wǎng)中繼電保護的應(yīng)用作為電力系統(tǒng)的重要部分，在未來的發(fā)展中必將有其新的意義和內(nèi)涵。而我國的智能電網(wǎng)目前還處于急速的發(fā)展期，因此繼電保護的研究也會有更深遠的發(fā)展前景。作為一名智能電網(wǎng)的管理和研究人員，在當(dāng)下更應(yīng)該對智能電網(wǎng)中繼電保護的核心內(nèi)容進行深入的了解和掌握，結(jié)合繼電保護當(dāng)下的應(yīng)用重點和未來的發(fā)展趨勢，透徹的分析到智能電網(wǎng)對繼電保護的影響因素，促進智能電網(wǎng)在未來的發(fā)展。

[1]張保會，郝治國.智能電網(wǎng)繼電保護研究的進展（二）—保護配合方式的發(fā)展[J].電力自動化設(shè)備，2010（02）：1-4.

[2]崔雨晴，王瀟洋，章建明，楊凡弟，蘇再卿.電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展探究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2012（03）：305-306.

[3]薄志謙，張保會，董新洲，曾祥君，李斌.保護智能化的發(fā)展與智能繼電器網(wǎng)絡(luò)[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013（02）:1-12.

[4]于釗.繼電保護的變革—在智能電網(wǎng)影響下的繼電保護發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（24）：165.

[5]熊小伏，陳星田，夏瑩，張榮海.面向智能電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)重構(gòu)[J].電力系統(tǒng)自動化，2009（17）：33-37.