智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)技術(shù)

貴州電網(wǎng)公司都勻供電局 許明仕

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智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)技術(shù)

貴州電網(wǎng)公司都勻供電局 許明仕

【摘要】大數(shù)據(jù)時(shí)代來臨，電力作為現(xiàn)階段社會(huì)主要能源，將其智能化是必然要求。但是隨著智能網(wǎng)絡(luò)功能的增加，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度逐漸加深，為保證持續(xù)供電的穩(wěn)定，繼電保護(hù)技術(shù)的優(yōu)化格外重要。本文針對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下的智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，從技術(shù)和策略兩方面作了討論，就信息數(shù)據(jù)的大量產(chǎn)生對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的影響與改進(jìn)進(jìn)行探究。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；繼電保護(hù)；智能網(wǎng)絡(luò)

科技的發(fā)展讓我們的雙手更加解放，一個(gè)又一個(gè)新的發(fā)明讓我們的生活更加舒適，這些科技與發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)都是來自能源——電力。促進(jìn)電網(wǎng)智能化發(fā)展已經(jīng)是國家對(duì)電力建設(shè)指定的主方向，將大數(shù)據(jù)手段運(yùn)用到電力網(wǎng)絡(luò)中也是現(xiàn)階段需要攻克的難關(guān)。電網(wǎng)的智能化與復(fù)雜化對(duì)電網(wǎng)的安全有了更高的要求，這種安全不僅是對(duì)電網(wǎng)本身的，也是對(duì)用電客戶的。

1 大數(shù)據(jù)下的智能電網(wǎng)

大數(shù)據(jù)是在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上新發(fā)展的一種數(shù)據(jù)處理方式的統(tǒng)稱，這些數(shù)據(jù)的特點(diǎn)有數(shù)量巨大、種類繁雜、來源廣泛等，處理方式使用高新技術(shù)做到對(duì)數(shù)據(jù)的迅速收集、整理、分析和決策處理?！按髷?shù)據(jù)”的含義不僅是指數(shù)據(jù)的容量大和種類多，還涵蓋了相關(guān)的技術(shù)理論和程序設(shè)備。

我國對(duì)于智能電網(wǎng)的定義是：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù)，逐漸構(gòu)建以自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)化、互動(dòng)化為主要特征的統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)的智能化電網(wǎng)［1］。

新時(shí)代的智能電網(wǎng)是依托于大數(shù)據(jù)建立的。大數(shù)據(jù)下的智能電網(wǎng)在使用時(shí)會(huì)不間斷地產(chǎn)生實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息會(huì)被智能設(shè)備手機(jī)處理，建立一個(gè)關(guān)于電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。其中的數(shù)據(jù)被處理分析，繼而反饋給電網(wǎng)各部分的系統(tǒng)，從而對(duì)電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便于在出現(xiàn)故障時(shí)，可以迅速做出正確反應(yīng)，將波及范圍盡可能減小，使整個(gè)系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常。

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，大數(shù)據(jù)下的智能電網(wǎng)更側(cè)重于對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，其主要有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、利用價(jià)值密度較低、數(shù)據(jù)處理速度快等特點(diǎn)［2］。

2 智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)技術(shù)

2.1 技術(shù)原理

大數(shù)據(jù)下的繼電保護(hù)技術(shù)是在電路網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置多個(gè)傳感器，通過這些傳感器監(jiān)控電路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，同時(shí)收集實(shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，集中控制系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)做處理分析，完成對(duì)整個(gè)路網(wǎng)的監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)某條支路出現(xiàn)問題，控制中心對(duì)該區(qū)域繼電保護(hù)裝置下達(dá)指令，可以通過切斷或轉(zhuǎn)換電路等措施盡量降低事故對(duì)整個(gè)網(wǎng)路系統(tǒng)的影響。

由于大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，繼電保護(hù)裝置不僅僅要能夠接收處理保護(hù)部分的實(shí)時(shí)信息，還要能夠?qū)ο嚓P(guān)的網(wǎng)路的實(shí)時(shí)信息做出判斷。這對(duì)于信息共享技術(shù)的要求更高，以此為基礎(chǔ)才能確保在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并排除故障的影響。繼電保護(hù)裝置的目的就是能夠在缺少認(rèn)為參與的情況下，對(duì)故障區(qū)域自動(dòng)檢測(cè)、隔離與自行恢復(fù)，提高供電網(wǎng)路的可靠性與穩(wěn)定性。

2.2 主要技術(shù)

繼電保護(hù)是電路網(wǎng)絡(luò)中的安全保障設(shè)施的一部分，智能電網(wǎng)對(duì)其應(yīng)用形式與作用方式都有了新的要求。智能電網(wǎng)將極大地改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，電子式互感器、數(shù)字化變電站技術(shù)、廣域測(cè)量技術(shù)、交直流靈活輸電及控制技術(shù)的大量應(yīng)用，必然對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)帶來影響［3］。

（1）廣域保護(hù)

廣域保護(hù)技術(shù)的目的是劃分智能電網(wǎng)的運(yùn)行區(qū)域，在分區(qū)域的狀態(tài)中落實(shí)繼電保護(hù)，也就是在智能電網(wǎng)的“域”中實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)［4］。將系統(tǒng)控制的范圍擴(kuò)大，提高各部分的檢測(cè)深度，較為精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)的電路問題，加快問題處理的速度與能力。其作用主要體現(xiàn)在兩地方：1）自動(dòng)控制，作用是控制整個(gè)電路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在發(fā)現(xiàn)可能引起電路網(wǎng)絡(luò)不正常運(yùn)轉(zhuǎn)的潛在問題時(shí)，可以在無人為參與的情況下，對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行干預(yù)，實(shí)施解決方案，確保了電網(wǎng)能夠及時(shí)糾正問題區(qū)域。2）繼電保護(hù)，就是自動(dòng)控制所實(shí)施的系統(tǒng)自己產(chǎn)生的解決方案，一個(gè)有效的處理辦法影響著整個(gè)電路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。繼電保護(hù)技術(shù)是最重要的關(guān)鍵技術(shù)，它與自動(dòng)控制配合，能夠極大地保證在整個(gè)控制區(qū)域中落實(shí)繼電保護(hù)，確保廣域保護(hù)能夠滿足電路網(wǎng)絡(luò)的要求。

（2）系統(tǒng)重構(gòu)

系統(tǒng)重構(gòu)是繼電保護(hù)很重要的技術(shù)要求，它是區(qū)別于傳統(tǒng)繼電保護(hù)的主要特征。智能電網(wǎng)相較于以往的電路網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)路內(nèi)部應(yīng)用了很多新的裝置和程序，既有的系統(tǒng)模式已經(jīng)不能滿足支持這些行的應(yīng)用，所以必須對(duì)只能網(wǎng)路進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)。系統(tǒng)重構(gòu)使得這個(gè)電路網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)性能上發(fā)生了很多不同，是繼電保護(hù)能夠在智能網(wǎng)路運(yùn)行的系統(tǒng)基礎(chǔ)，是賦予繼電保護(hù)在大數(shù)據(jù)技術(shù)下不斷更新的保證。比如，如果在電路網(wǎng)絡(luò)中的某一部分發(fā)生了問題，系統(tǒng)重構(gòu)能夠保證電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行主動(dòng)修復(fù)，自動(dòng)適應(yīng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行要求，而不是向以往系統(tǒng)面對(duì)故障區(qū)域只會(huì)“滴滴”作響，必須在人工操作下才能排除故障。

3 繼電保護(hù)策略

新技術(shù)的應(yīng)用為繼電保護(hù)技術(shù)提供了發(fā)展的空間和進(jìn)化的可能，但是隨著功能的增加、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度逐漸加深，為保證新的繼電保護(hù)技術(shù)能夠繼續(xù)滿足在智能電網(wǎng)中的工作要求，我們的管理策略也需要跟上步伐，增加電路網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)能力。尤其是在大數(shù)據(jù)時(shí)代下的繼電保護(hù)，需要不斷地發(fā)送好接收元件信息，根據(jù)此要求，我們提出幾種繼電保護(hù)技術(shù)的隱匿性策略。

3.1 及時(shí)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)與信號(hào)的接收與判斷是繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用的保證，隨著裝置種類與個(gè)數(shù)的增加，隨著程序功能的增加，越來越多的數(shù)據(jù)信息會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，大量的信息滯留會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰，降低智能電網(wǎng)的控制程度。所以，要保證繼電保護(hù)技術(shù)良好地發(fā)揮作用，需要改進(jìn)數(shù)據(jù)處理手段。同時(shí)，由于信息交流、元件間的彼此聯(lián)系更加緊密，信息傳遞需要以同步交互的手段進(jìn)行，以確保智能電網(wǎng)各個(gè)部分的同步性。

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)處理電路網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)信息，是繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。高效的信息處理策略還可以提高效率，縮短反應(yīng)時(shí)間，以便于達(dá)到精確控制、最優(yōu)控制。

3.2 優(yōu)化參數(shù)

把信息技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際操作需用把各種控制信息編成指令程序?qū)ρb置發(fā)出命令，這個(gè)過程我們可以稱之為“建?！薄Ｔ诮ＴO(shè)計(jì)中最重要的就是參數(shù)的選取，一個(gè)合理的控制變量可以將整個(gè)程序的復(fù)雜程度降低很多。在優(yōu)化參數(shù)時(shí)我們需要做好詳細(xì)的調(diào)查和預(yù)測(cè)，根據(jù)可能出現(xiàn)的需求，綜合系統(tǒng)的配置，做到科學(xué)的規(guī)劃，盡量提高模型應(yīng)對(duì)故障的反應(yīng)能力，逐步實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的智能化。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代下技術(shù)的不斷更新，隨著智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷產(chǎn)生的新的需求，因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)而可能發(fā)生變化的元件狀態(tài)，都是導(dǎo)致參數(shù)需要優(yōu)化的原因。我們通過判斷裝置的工作狀態(tài)，優(yōu)化建立的模型，以增強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)電路網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。

4 總結(jié)

繼電保護(hù)技術(shù)在大數(shù)據(jù)下的電路網(wǎng)絡(luò)具有新時(shí)期的特點(diǎn)——功能范圍擴(kuò)大、操作智能化等，但是給我們驚喜的同時(shí)也來的難題。未來依托于大數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)技術(shù)會(huì)不斷完善，現(xiàn)在還有很多技術(shù)手段不夠完善，需要去探索。

參考文獻(xiàn)

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