一體化背景下繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討

重慶市三峽水利電力學(xué)校 汪崇瓊 潘 燕

一體化背景下繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討

重慶市三峽水利電力學(xué)校 汪崇瓊 潘 燕

在區(qū)域電網(wǎng)一體化背景下，本文通過對(duì)常規(guī)繼電保護(hù)裝置在解決實(shí)際問題時(shí)，所出現(xiàn)的弊端進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)定值的在線評(píng)估與預(yù)警和繼電保護(hù)一體化在線整定兩大技術(shù)進(jìn)行全面的分析和探討，此兩大技術(shù)不僅能夠克服常規(guī)繼電保護(hù)存在的不足，同時(shí)能夠更好的適應(yīng)電網(wǎng)不同的運(yùn)行方式，高效率的對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

一體化背景；在線評(píng)估；在線預(yù)警；在線整定

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的日新月異和社會(huì)對(duì)電能質(zhì)量以及用電可靠性要求的不斷提高，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行也就成為直接制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。而繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展水平是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障條件。而傳統(tǒng)常規(guī)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在確定保護(hù)定值和定值檢測(cè)、預(yù)警等方面無法適合未來智能電網(wǎng)的發(fā)展要求，并在解決實(shí)際電網(wǎng)出現(xiàn)的故障時(shí)，出現(xiàn)大量問題，造成大量事故的發(fā)生。本文結(jié)合現(xiàn)階段電網(wǎng)一體化背景下，從繼電保護(hù)定值的在線評(píng)估與預(yù)警技術(shù)和繼電保護(hù)一體化在線整定技術(shù)兩方面進(jìn)行探討，以期能夠更好的適應(yīng)電網(wǎng)不同的運(yùn)行方式，高效率的對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)方法。

2 常規(guī)繼電保護(hù)解決實(shí)際問題所面臨的問題

伴隨著區(qū)域電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高，加之，分布式電源的大量接入、微電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的應(yīng)用以及大規(guī)模智能電網(wǎng)建設(shè)帶來的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等新技術(shù)的發(fā)展都使得電網(wǎng)復(fù)雜程度空前提高，而常規(guī)繼電保護(hù)在解決區(qū)域電網(wǎng)問題時(shí)，將面臨越來越多的困難，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）各區(qū)域電網(wǎng)之間存在信息孤島，各個(gè)區(qū)域系統(tǒng)之間不能形成良好的信息交互，由繼電保護(hù)部門所制定的繼電保護(hù)定值，不能實(shí)時(shí)考慮各系統(tǒng)間的運(yùn)行方式。從而導(dǎo)致該定值不一定適合電力系統(tǒng)大多數(shù)運(yùn)行方式，降低了繼電保護(hù)的性能。

（2）繼電保護(hù)部門在制定定值時(shí)，大多數(shù)是在離線狀態(tài)下制定定值以及各項(xiàng)指標(biāo)，故在特殊運(yùn)行方式下，部分繼電保護(hù)裝置可能無法同時(shí)滿足靈敏度與選擇性的要求，有可能發(fā)生拒絕動(dòng)作的安全隱患，進(jìn)而造成大規(guī)模的停電事故。

（3）繼電保護(hù)部門在離線狀態(tài)下，對(duì)繼電保護(hù)定值整定是基于電網(wǎng)各種運(yùn)行方式下的多種故障類型進(jìn)行嚴(yán)密計(jì)算。這就使得整個(gè)整定過程存在大量而復(fù)雜的的技術(shù)挑戰(zhàn)和壓力。并且隨著大量分布式電源的接入，更使得整個(gè)整定過程變得更加復(fù)雜，實(shí)際校驗(yàn)過程也將變得更加困難。

（4）在未來大智能電網(wǎng)背景下，對(duì)繼電保護(hù)定值的整定管理要求將越來越高，必須加快提高保護(hù)整定管理技術(shù)。

3 繼電保護(hù)定值的在線評(píng)估與預(yù)警技術(shù)

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的哨兵，在電網(wǎng)中扮演著非常重要的作用，同時(shí)，電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)也提出了四個(gè)特性，分別為：選擇性、快速性、可靠性、靈敏性。當(dāng)前，我國(guó)電力系統(tǒng)正處于大規(guī)模、大發(fā)展、大建設(shè)時(shí)期，區(qū)域電網(wǎng)的接線與運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，大、小重疊，長(zhǎng)、短交錯(cuò)的接線方式，日益普遍。目前，繼電保護(hù)定值時(shí)靠離線計(jì)算所得數(shù)據(jù)進(jìn)行事先整定的，難以同時(shí)兼顧選擇性和靈敏性，更無法滿足不同系統(tǒng)運(yùn)行方式。

繼電保護(hù)定值在線評(píng)估與預(yù)警是指對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)下的繼電保護(hù)定值進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并評(píng)估計(jì)算出當(dāng)前定值在電網(wǎng)中的適應(yīng)性。在實(shí)時(shí)評(píng)估基礎(chǔ)上，根據(jù)檢修票系統(tǒng)檢修任務(wù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行修正，以判斷繼電保護(hù)定值對(duì)未來運(yùn)行狀態(tài)下是否具有適應(yīng)性。如圖1所示為定值在線評(píng)估與預(yù)警流程圖。

此系統(tǒng)主要包括：定時(shí)啟動(dòng)、周期啟動(dòng)和變化啟動(dòng)等多種啟動(dòng)方式，來獲取遙信量與遙測(cè)量，并通過解析文件、整理設(shè)備數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行校正核算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)定值 的在線評(píng)估與預(yù)警，并將評(píng)估和預(yù)警結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一展示。

圖1 定值在線評(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)流程圖

如果能夠在繼電保護(hù)部門實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)在線整定計(jì)算，再配合縱聯(lián)差動(dòng)快速繼電保護(hù)，即可大大減化繼電保護(hù)配合原則，同時(shí)也會(huì)大大提高電網(wǎng)多種運(yùn)行方式并存的適應(yīng)能力。

4 繼電保護(hù)一體化在線整定技術(shù)

近些年來，我國(guó)電力技術(shù)取得許多重大突破，隨著大互聯(lián)、大電網(wǎng)的發(fā)展，未來我國(guó)各級(jí)電網(wǎng)之間的聯(lián)系將會(huì)越來越密切，呈現(xiàn)出一體化運(yùn)行的趨勢(shì)。針對(duì)一體化趨勢(shì)的發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司調(diào)度中心提出：加強(qiáng)國(guó)網(wǎng)各級(jí)運(yùn)行方式銜接，繼電保護(hù)整定的互相配合，用以保證繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。并要求，國(guó)網(wǎng)應(yīng)開展三級(jí)保護(hù)互聯(lián)計(jì)算、集中校核和定值會(huì)商制度，統(tǒng)一整定原則、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換格式等。

盡管我國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)趨勢(shì)明顯，出現(xiàn)了一體化運(yùn)行的趨勢(shì)，但在實(shí)際電網(wǎng)的整定計(jì)算模式中，各級(jí)電網(wǎng)為了減少人力、物力、財(cái)力的投入，節(jié)約成本，往往僅僅維護(hù)自身網(wǎng)絡(luò)模型，在保護(hù)定值計(jì)算中僅僅考慮本地區(qū)、本單位的各種方式，此種情況已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。

一體化在線整定計(jì)算系統(tǒng)是從縱向角度分析并計(jì)算實(shí)現(xiàn)多級(jí)電網(wǎng)同一網(wǎng)絡(luò)模型整定計(jì)算應(yīng)用，從橫向角度是實(shí)現(xiàn)整定計(jì)算同時(shí)實(shí)現(xiàn)和保護(hù)裝置橫向貫通，并能根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)定值，在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，在線自動(dòng)確定新定值，通過一體化網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)改變各保護(hù)裝置定值的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。圖2為定值自動(dòng)校核功能處理流程圖。

該在線定值自動(dòng)校核流程圖主要是基于XML文檔強(qiáng)大的存儲(chǔ)、傳送以及數(shù)據(jù)交換功能來實(shí)現(xiàn)的。通過在線評(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)果來確定是否啟動(dòng)在線整定，如果在線保護(hù)定值結(jié)果認(rèn)為保護(hù)定值無法滿足現(xiàn)在電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)要求時(shí)，需啟動(dòng)在線整定流程。

圖2 在線定值自動(dòng)校核功能處理流程

5 結(jié)束語

在線評(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)作為檢測(cè)手段，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置保護(hù)定值存在的問題，并及時(shí)采用在線整定系統(tǒng)的模式調(diào)整部分保護(hù)定值。從而能夠更好的適應(yīng)電網(wǎng)不同的運(yùn)行方式，高效率的對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展保駕護(hù)航。

[1]楊素琴,等．分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)影響研究綜述[J]．自動(dòng)化與儀器儀表,2012(1):25-29．

[2]郝文斌,等．智能電網(wǎng)地區(qū)繼電保護(hù)定值整定系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究．[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2011,39(1):16-19．

[3]呂穎,吳文傳,等．電網(wǎng)保護(hù)定值在線整定系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)踐[J]．電網(wǎng)技術(shù),2008,32(8):15-20．

[4]呂穎,吳小辰,候君,等．在線繼電保護(hù)智能預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2006,30(4):1-5．