智能電網(wǎng)繼電保護構(gòu)成的關(guān)鍵技術(shù)分析

摘要：繼電保護作為保障電網(wǎng)安全運行的第一道方向，需要積極地適應電網(wǎng)的變革。文章介紹了我國智能電網(wǎng)建設的特殊問題，進而分析了特高壓輸電、電子器件滲透和網(wǎng)絡拓撲異變對繼電保護所造成的影響，指出了繼電保護構(gòu)成的幾個關(guān)鍵技術(shù)以及研究繼電保護技術(shù)的重要意義，同時對繼電保護技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了闡述。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護；關(guān)鍵技術(shù)；電網(wǎng)運行；特高壓輸電 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）15-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.077

智能電網(wǎng)的提出和發(fā)展是21世紀的新舉措，是應對當前的能源和環(huán)境危機的一大措施。在我國，由于社會各行業(yè)的發(fā)展帶來的是用電量需求的大幅度增加，這種背景下傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)難以滿足社會發(fā)展的需求，集各種高精尖技術(shù)于一身的智能電網(wǎng)得以快速發(fā)展建設起來并成為未來電力行業(yè)發(fā)展的主流方向?？梢哉f智能電網(wǎng)的建設對我國電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電各個環(huán)節(jié)都造成了很大的影響，但同時也給繼電保護帶來了新的挑戰(zhàn)，對此我們應當積極地利用新技術(shù)對繼電保護進行變革以適應智能電網(wǎng)的建設。

1 繼電保護技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用

近年來在政府的支持下和政策的鼓勵下，智能電網(wǎng)得到了前所未有的發(fā)展，其在大規(guī)模新能源并網(wǎng)、超特高壓輸電以及智能配電方面表現(xiàn)得最為明顯，很大程度上緩解了社會上的用電壓力。我們不能否認的是，我國的智能電網(wǎng)雖然發(fā)展迅速，但是仍舊處于起步階段，離理想智能電網(wǎng)仍有著較大的差距，智能電網(wǎng)的建設面臨著不少的困境。

1.1 我國智能電網(wǎng)建設面臨的困境

我國的電力需求和電力供應呈現(xiàn)兩極化特點，這可以說是我國進行智能電網(wǎng)建設所面臨的最大困境。其中我國的能源主要分布于西部和北部地區(qū)，但是電力供應最為緊張的是東部和南部地區(qū)，能源供應和能源需求之間的長遠距離決定了我們需要通過超特高壓來進行輸電，從而實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。但是超特高壓輸電技術(shù)固然能夠緩解東部和南部地區(qū)的用電壓力，可是輸電過程中的安全問題也愈加的突出。一般而言，電力系統(tǒng)越龐大，其安全事故發(fā)生的概率也就越高，近幾年的數(shù)次大停電事故證明了其中的危險性。而繼電保護作為保障電力系統(tǒng)正常運行的第一道防線，其好壞與否對于能否安全、穩(wěn)定的輸電有著決定性的影響。因此，加大對繼電保護技術(shù)的研究力度具有普遍的現(xiàn)實意義。

1.2 繼電保護技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應用

為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，只能盡可能地提高安全維護技術(shù)，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。繼電保護作為維護電力系統(tǒng)安全的主要手段，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠及時地隔離故障，防止故障的影響范圍擴大，避免造成大范圍停電事故的發(fā)生，同時將故障信息傳送至監(jiān)控中心，如此一來，工作人員就能夠及時地趕到故障發(fā)生地區(qū)解除故障，將電力設施的損失降到最低?？梢哉f，建設智能電網(wǎng)并不是單獨地進行智能電網(wǎng)系統(tǒng)，而是智能電網(wǎng)系統(tǒng)和繼電保護同時建設，在建設智能電網(wǎng)系統(tǒng)的同時對電流保護、距離保護的原理做出及時的修整，從而保證定值的靈活性和適應性，例如對輸電線路容量的調(diào)整、對溫度變化的調(diào)整、對電壓的調(diào)整、對輸入電流的調(diào)整等。在實際的運行中采用人工智能技術(shù)，有助于處理更多復雜的非線性問題，進一步推動繼電保護技術(shù)的發(fā)展，促進繼電保護系統(tǒng)能夠更好地適應于調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種變化。

2 智能電網(wǎng)中的繼電保護技術(shù)

2.1 智能電網(wǎng)繼電保護構(gòu)成

目前，智能電網(wǎng)在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合傳統(tǒng)電網(wǎng)的優(yōu)點有效地實現(xiàn)了對發(fā)電、輸電、配電、用電環(huán)節(jié)的控制，保證了通信、安全與測量的一體化，同時也促進了繼電保護技術(shù)的發(fā)展，使得繼電保護裝置無論是在反應速度上還是可靠性上都有了很大的提高。就目前而言，繼電保護主要通過遙感技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)來實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的實時監(jiān)控，及時地對收集信息進行整理和分析，然后將分析結(jié)果通過網(wǎng)絡輸送到控制中心，由控制中心給予及時地解決。此外，智能電網(wǎng)繼電保護并不是僅僅針對保護對象進行保護，還可以在保護對象之外發(fā)聯(lián)跳命令，對智能電網(wǎng)故障進行自動修復，即使與電網(wǎng)設備相關(guān)聯(lián)的裝置出現(xiàn)問題，繼電保護也能夠有效地對其進行隔離，從而保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2.2 智能電網(wǎng)繼電保護核心技術(shù)

具體來說，智能電網(wǎng)繼電保護核心技術(shù)主要有以下四個：一是廣域保護技術(shù)。即將電力系統(tǒng)中的子集看作是電力系統(tǒng)運行的最小單位，在一定范圍內(nèi)進行繼電保護信息的收集與分析，從而迅速地找出故障原因并及時的處理。廣域保護技術(shù)的主要作用是從根本上解決了傳統(tǒng)繼電保護整定配合復雜的難題，提高了繼電保護的適應能力；二是保護系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)。指的是繼電保護裝置本身要具有一定能力的自動重構(gòu)和自我診斷能力，未來繼電保護裝置設置可以在本身裝置出現(xiàn)問題無法運作時能夠自動地去尋找合適的替代元件，從而恢復期繼電保護的功能；三是智能技術(shù)。在智能電網(wǎng)的建設過程中本身就已經(jīng)采用了部分智能技術(shù)作為支撐，這也促使繼電保護技術(shù)必須采用智能技術(shù)來收集智能電網(wǎng)系統(tǒng)信息，以便提高更加準確的運行信息。

3 智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 網(wǎng)絡化

網(wǎng)絡可以說是目前將各種信息連接起來的最有效手段，智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)在智能電網(wǎng)朝著數(shù)字化方向發(fā)展的今天將繼電保護信號與互聯(lián)網(wǎng)連接起來是必要的。因為智能電網(wǎng)時代的繼電保護裝置本身就是一種智能終端，其對電網(wǎng)系統(tǒng)中的信息收集是自動的，然后通過網(wǎng)絡將信息輸送到控制中心，由控制中心給予解決，這可以說是一種另類的資源共享。

3.2 廣域化

繼電保護技術(shù)的信息化是隨著智能電網(wǎng)信息化發(fā)展而發(fā)展的，目前這已經(jīng)成為了控制電力系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。雖然說信息化并不是為繼電保護技術(shù)服務的，但是我們可以通過繼電保護技術(shù)的信息化來獲得廣域的信息，為控制中心做出決策提供重要依據(jù)。這有助于提高后備保護，安全自動裝置的性能。

3.3 靈活化

相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)來說，智能電網(wǎng)有著很多的優(yōu)點，其中一個重要的優(yōu)點就是輸電效率的大幅度提高。繼電保護控制方式不僅快捷而且靈活。智能電網(wǎng)中所采用的靜止無功補償、可控串聯(lián)補償、電能質(zhì)量控制、潮流控制器等裝置與技術(shù)，都使得繼電保護能夠更加的靈活運行，為電力系統(tǒng)提供強有力的穩(wěn)定保障。

4 結(jié)語

綜上所述，筆者認為在智能電網(wǎng)時代，繼電保護裝置仍舊具有不可替代的作用，是電網(wǎng)系統(tǒng)安全運行的主要保障，對此我們需要加以重視，緊跟時代發(fā)展的腳步對繼電保護進行研究。使得繼電保護裝置能夠?qū)崟r地反映智能電網(wǎng)系統(tǒng)中各個元件的運行狀況，及時地發(fā)現(xiàn)電力故障狀況并自動將故障部分與其他部分隔離，從而防止嚴重停電事故的出現(xiàn)，進一步保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 薛迎才.論電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)的構(gòu)建[J].科技與企業(yè)，2014，（14）.

[2] 楊紅.探析繼電保護技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用[J].電子世界，2013，（8）.

[3] 蔡磊.基于智能電網(wǎng)的繼電保護核心技術(shù)探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，（32）.

[4] 王增平，姜憲國，張執(zhí)超，張晉芳，劉國平.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，（2）.

作者簡介：郭新杰（1974-），男，河南項城人，國網(wǎng)河南省電力公司調(diào)度控制中心工程師，碩士，研究方向：繼電保護整定計算和管理。

（責任編輯：蔣建華）endprint