智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護

史文豪

【文章摘要】

隨著電子信息技術的發(fā)展，智能電網(wǎng)逐漸成為中國電力電網(wǎng)工業(yè)的新勢力，在中國電力行業(yè)的發(fā)展中占了了重要地位。繼電保護是確保電網(wǎng)不發(fā)生故障、穩(wěn)定運行的一項重要舉措。為了加強中國在智能電網(wǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性，政府電力部門應加強對智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護措施的研究開發(fā)。[1]本文聯(lián)系實際，對中國智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護做出研究分析。

【關鍵詞】

智能電網(wǎng);繼電保護;電力系統(tǒng)穩(wěn)定

0 引言

智能電網(wǎng)是新時期電力電網(wǎng)工業(yè)領域發(fā)展形勢下應運而生的新型電網(wǎng)模式，對于提高資源環(huán)境的質(zhì)量、促進電力工業(yè)發(fā)展都有著積極意義。目前智能電網(wǎng)在中國逐漸得到普及，因此加強在智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護成為一項重要課題。

1 中國的智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護發(fā)展狀況

目前我國的發(fā)電模式主要以火電為主，即通過燃煤火電機的工作進行發(fā)電，造成了化石燃料能源的供需求市場失衡，同時一定程度上對生態(tài)環(huán)境造成不利影響，污染了大氣環(huán)境。因此加強新型環(huán)保能源的開發(fā)應用、促進能源結(jié)構的進一步優(yōu)化、實現(xiàn)電網(wǎng)供電的智能化、推進中國電力工業(yè)產(chǎn)業(yè)變革便成為中國電力部門應當努力的大方向。目前中國智能電網(wǎng)發(fā)展主要存在著這幾個問題：

1.1 中國能源分布不均勻

中國的能源在空間上主要呈現(xiàn)逆向分布的特點。其中，煤炭、風能以及水能資源主要分布在西北部，然而中國的用電主要部分卻集中在中部、南部以及中部地區(qū)，造成了資源利用率偏低，能源結(jié)構得不到進一步優(yōu)化。由于資源分布的不穩(wěn)定性，使得中國電力系統(tǒng)沒有堅實的能源后臺支持較為脆弱，容易發(fā)生大規(guī)模停電事故。例如在2003年，浙江某發(fā)電廠便由于煤炭資源的暫時缺乏而發(fā)生了大規(guī)模停電事故，造成了極大的經(jīng)濟損失。

1.2 新能源電力利用不合理

中國在新能源供電方面做出了探索，例如風能發(fā)電、太陽能發(fā)電等。然而新能源電力具有隨機性以及間歇性的特點，不方便進行能源調(diào)度。一旦電力系統(tǒng)陷入電容力降低的情況，新能源電力就很可能會對整體電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成威脅。

1.3 新能源后繼供電廠不足

從大環(huán)境來看，中國缺少新能源后繼供電廠的電力補足，在全國范圍內(nèi)的風電站以及太陽能電站的數(shù)量不足，造成新能源電力使用不充分的情況，使得新能源電力輸出不穩(wěn)定。中國應加強對新能源互補電力機構的建設發(fā)展，積極探索新能源電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的平衡點。

2 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護

作為保障電網(wǎng)運行環(huán)境安全穩(wěn)定的重要舉措，繼電保護在智能電網(wǎng)的發(fā)展形勢中獲得了一系列機遇，同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。

2.1 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護所獲得的機遇

智能電網(wǎng)的快速發(fā)展使得繼電保護的研究階段上升到了新的層面，為繼電保護的進一步科研提供了實際操作平臺。例如在電力信息的采集領域，中國早在1996年便開始了即時動態(tài)電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的建設，目前中國已逐漸建立了較為完善的信息數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，全國大部分電站都進行了同步相量測量單元以及廣域測量系統(tǒng)的安裝設置，使得電力信息相關數(shù)據(jù)可以得到及時更新，提高了數(shù)據(jù)采集的效率，有效實現(xiàn)了智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護相關數(shù)據(jù)信息的采集。在信息通信領域，中國的500KV變電站的光纖應用率基本實現(xiàn)100%的覆蓋。而中國220KV的供電站也基本實現(xiàn)了光纖全覆蓋，使得信息傳遞、數(shù)據(jù)通信更加方便快捷，數(shù)據(jù)資源的共享更加實時可靠。[2]因此繼電保護的操作平臺提高了操作速率，對數(shù)據(jù)的處理速度達到了一個新的高度，使得繼電保護平臺能更高效地對智能電網(wǎng)的實時情況進行監(jiān)測并進行故障應對分析。除了繼電保護等電氣信息，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的普及還促進了多種信息監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展，比如在雷電狀況監(jiān)測的領域中等，都有著較為廣泛的應用。

2.2 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護所面臨的挑戰(zhàn)

目前中國智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護依然存在著一些技術上的局限。智能電網(wǎng)的特征之一則是高電壓電網(wǎng)相互聯(lián)系，一旦特高電壓電網(wǎng)發(fā)生故障，會造成電力諧波分量過大的情況，電力升降壓周期衰減，使得繼電保護的難度增大，還容易導致繼電保護的速度下降，發(fā)生誤護的現(xiàn)象。同時電網(wǎng)的線路增多，使得繼電保護的分析過程更加復雜，降低了繼電保護裝置對電網(wǎng)故障的分析能力，因此中國電網(wǎng)維護人員用加強對新型繼電保護系統(tǒng)的開發(fā)力度。智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力系統(tǒng)輸出電壓普遍較高，一旦發(fā)生亂流狀況很可能造成線路燒毀等情況，這就要求繼電保護系統(tǒng)的安全保護裝置更加具有技術性。同時在智能電網(wǎng)中，電力電子設備得到了廣泛應用，然而這些電力電子設備對于繼電保護系統(tǒng)本身存在著一定程度的諧波干擾狀況，不利于繼電保護裝置的監(jiān)測準確性。

以下提出幾點對智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護的相關建議：

2.3 加強繼電保護創(chuàng)新變革

如今智能電網(wǎng)發(fā)展迅速，繼電保護應當順應電力行業(yè)的變革趨勢，將智能電網(wǎng)的特征以及不足進行分析，針對智能電網(wǎng)發(fā)展特點，研制出能切實進行電網(wǎng)保護的繼電保護裝置。加強繼電保護裝置的創(chuàng)新性，從科技變革角度出發(fā)，實現(xiàn)機電保護裝置的自動化，完善機電保護裝置的技術細節(jié)，積極加強智能電網(wǎng)環(huán)境下的機電保護裝置更新維護。

2.4 實時加強電網(wǎng)系統(tǒng)保護

從供電線路、變壓器以及發(fā)電機等方面，進行針對性。專門性保護，加強對發(fā)電機內(nèi)部線路涉及保護，加強定期維修檢測，確保線路的通暢，杜絕短路、斷路等現(xiàn)象發(fā)生，造成不必要的經(jīng)濟損失。同時加強廣域保護，從硬件設施方面進行更新保護，完善智能電網(wǎng)運行環(huán)境。

2.5 加強電力系統(tǒng)相關人才培育力度

中國電力管理相關部門應當加強對智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的研究力度，加大繼電保護研究的資金投入，并鼓勵相關教育部門開展培訓活動，對電力行業(yè)就職人員進行教育培訓，提高其專業(yè)素質(zhì)能力，加強對機電保護裝置的操控能力，已保障智能電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

智能電網(wǎng)的發(fā)展對中國的電力產(chǎn)業(yè)有著極其深遠的影響。智能電網(wǎng)的特征使繼電保護裝置的操作平臺發(fā)生了較為明顯的改變，對繼電保護的技術水平提出了更高的要求。加大智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護裝置的開發(fā)力度，實現(xiàn)高效率的電網(wǎng)保護，確保電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定，對于提高中國人民生活水平、避免因電力故障造成的經(jīng)濟損失有著重要意義。

【參考文獻】

[1]王增平.智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護[J].電力系統(tǒng)保護與控制.2013-01-16

[2]薛鵬程.智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中小企業(yè)管理與科技.2012-11-05