淺談智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)

胡博　牛聰

摘 要：隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，社會對電力的依賴程度越來越大。為適應(yīng)大電網(wǎng)發(fā)展的需要，相繼出現(xiàn)各種新能源發(fā)電，新能源的接入使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。我國電網(wǎng)現(xiàn)在向智能化電網(wǎng)一步步發(fā)展，從而保證對新能源的充分配置與利用。確保智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行便對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)和管理水平提出了更高的要求。在電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行中，繼電保護(hù)所起到的作用是不言而喻的。因此，不斷提高繼電保護(hù)人員素質(zhì)和繼電保護(hù)技術(shù)及其裝置運行水平是電力企業(yè)的一項重要工作。本文首先介紹了智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程及發(fā)展方向，了解繼電保護(hù)的原理與技術(shù)，并深入探討了繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)環(huán)境中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

智能電網(wǎng)作為當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，已經(jīng)由最初模糊的概念到了具體實施階段，隨著我國提出“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”的概念，我國已經(jīng)開始現(xiàn)代化、智能化變電站建設(shè)試點的研究，由于電力市場的深入改革，電網(wǎng)環(huán)境日益變化更新，智能電網(wǎng)將改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，數(shù)字化變電技術(shù)、電子式互感器、廣域測量技術(shù)、交直流靈活輸電及控制技術(shù)將一步步實施，而這些技術(shù)都影響著繼電保護(hù)對智能電網(wǎng)的作用，所以智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)與原理升級勢在必行。

1 我國智能電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程

我國的資源分布與生產(chǎn)力布局是極不平衡的，資源豐富的西北部地區(qū)生產(chǎn)力比較落后，而生產(chǎn)力發(fā)達(dá)的東部地區(qū)資源卻供不應(yīng)求，我國的一次能源主要是以煤為主，通過建設(shè)智能建網(wǎng)，推動煤電、水電、核電以及可再生能源的開發(fā)和高效利用，優(yōu)化我國的能源消費結(jié)構(gòu)。在20世紀(jì)末，我國就開始了智能電網(wǎng)的研究，提出了數(shù)字電力系統(tǒng)，研究了電力技術(shù)和微電網(wǎng)技術(shù)，實施了重大項目的開發(fā)和研究。

目前我國也明確了智能電網(wǎng)的概念及含義，提出數(shù)字電子系統(tǒng)的概念。并且一直在研究最近國外智能電網(wǎng)發(fā)展的前提下同時提出我國的可行性研究方案。我國智能電網(wǎng)的概念為“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”，以高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、其他各級協(xié)調(diào)發(fā)展為基礎(chǔ)，具有數(shù)字化、信息化、自動化等系列特征，其電力系統(tǒng)主要包含為：發(fā)電、輸電、變電等裝置。我國已經(jīng)根據(jù)智能電網(wǎng)的具體特征與概念逐步計劃實施，并統(tǒng)籌部署了各種試點工程，可見我國智能電網(wǎng)正處于一步步實施建設(shè)發(fā)展階段。

2 繼電保護(hù)

2.1 概念。繼電保護(hù)技術(shù)與繼電保護(hù)裝置總稱為繼電保護(hù)。繼電保護(hù)技術(shù)包括電力系統(tǒng)故障分析、配置、整定、運行與維護(hù)及調(diào)試等方面技術(shù)。繼電保護(hù)裝置是能體現(xiàn)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備是否發(fā)生故障或者是否正常運行，并且發(fā)現(xiàn)故障或不運行便會短路跳閘和發(fā)出信息的一種自動裝置。

2.2 作用。在高壓電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)具有自動、迅速、有選擇性，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，比如電流增大、電壓降低、阻抗和他們之前的相位角發(fā)生改變等現(xiàn)象時，繼電保護(hù)會通過那些性能將故障元件從電力系統(tǒng)中立即切除，此作用免于故障元件繼續(xù)遭到破壞，并且保證了無故障部分迅速的恢復(fù)到正常運行的狀態(tài)。其次繼電保護(hù)時刻反應(yīng)著電氣元件是否正?；蛘谶\行狀態(tài)，根據(jù)運行維護(hù)條件自動發(fā)出信號或跳閘。

2.3發(fā)展。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，智能電網(wǎng)的提出對繼電保護(hù)提出了更高的要求，同時隨著電子技術(shù)、計算機(jī)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)更需要不斷創(chuàng)新。智能電網(wǎng)朝著信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的同時，繼電保護(hù)必須加快步伐。除具有繼電保護(hù)的基本功外，還需具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，通信能力須強(qiáng)大，數(shù)據(jù)處理能力要求快速準(zhǔn)確。我國正在全面建設(shè)智能電網(wǎng)，繼電保護(hù)需要將其選擇性、速動性、靈敏性、可靠性全部運用，并向著微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、保護(hù)、控制、測量、通信一體化全面發(fā)展。

3 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)環(huán)境中，繼電保護(hù)的作用是首當(dāng)其沖的，智能電網(wǎng)的供電方式對繼電保護(hù)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，因為智能電網(wǎng)中通過傳感器對發(fā)電、配電、供電、輸電等關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控。智能電網(wǎng)的各種特征也同時要求著繼電保護(hù)裝置技術(shù)方面的升級。

3.1 數(shù)字化。隨著智能電網(wǎng)的改善及建設(shè)，智能化儀器及設(shè)備不斷的推廣，并且越來越偏向于數(shù)字化，主要體現(xiàn)在電子互感器與各種數(shù)字接口實現(xiàn)的測量手段的數(shù)字化，其次是光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的信息傳輸數(shù)字化，電子互感器消除了傳統(tǒng)的測量儀的測量誤差，在繼電保護(hù)的未來發(fā)展中，主要的工作重心就是利用數(shù)字化的傳感器提升對繼電的保護(hù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化。在智能電網(wǎng)信息化、自動化的同時，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)操作人員的工作方式、信息共享、網(wǎng)絡(luò)平臺的建立將會受到智能電網(wǎng)的影響促使繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化對繼電的保護(hù)主要表現(xiàn)在信息的獲取和發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)化給繼電保護(hù)帶來了安全，使得網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)了共享式，這樣信息的獲取與發(fā)送使電網(wǎng)運行實現(xiàn)高效化，把突變站的所有設(shè)備的信息都緊密聯(lián)系在一起。信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化使得控制信號更加及時準(zhǔn)確的傳遞于整個系統(tǒng)中。

3.3 自動整定技術(shù)。自動適應(yīng)保護(hù)的思想在繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域中已被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的自適應(yīng)保護(hù)只能根據(jù)被保護(hù)線路的運行情況對定值進(jìn)行調(diào)整，不能利用全面信息實時準(zhǔn)確的判斷運行方式來調(diào)整定值。智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)把整個電力系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備有機(jī)結(jié)合在一起，實現(xiàn)對系統(tǒng)的分布保護(hù)，大大增大了繼電保護(hù)的精確度和安全性。

結(jié)語

智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重要變革，是未來電網(wǎng)發(fā)展方向。在智能電網(wǎng)環(huán)境中，新一代的繼電保護(hù)裝置提高了裝置的性能，為信息的傳輸提供了便利的條件，智能電網(wǎng)推動了繼電保護(hù)的發(fā)展，使繼電保護(hù)向著網(wǎng)絡(luò)化、信息化和通信一體化發(fā)展。繼電保護(hù)的傳統(tǒng)技術(shù)在智能電網(wǎng)壞境下有明顯的不足，還有許多問題需要改善，但是經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的不斷探索與創(chuàng)新繼電保護(hù)技術(shù)將適應(yīng)電網(wǎng)需要逐步向智能化發(fā)展，跟進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)步伐，為智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展保駕護(hù)航。

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