智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)

康凱　郭凱　劉際成

摘 要：我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，對(duì)于電能的需求也越來越大，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)越來越無法滿足用戶的用電需求。為此，我國電力行業(yè)加大電力技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，逐步推行智能電網(wǎng)，極大提升了供電的穩(wěn)定性和兼容性。為確保智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，采用相應(yīng)的繼電保護(hù)技術(shù)具有相當(dāng)?shù)谋匾?。本文首先闡述智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的重要意義，對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，進(jìn)而對(duì)智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行探析，并最后指出繼電保護(hù)技術(shù)未來發(fā)展方向，以期為我國電力企業(yè)技術(shù)研發(fā)提供重要借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；發(fā)展方向

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.129

0 引言

現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)取代傳統(tǒng)電網(wǎng)是時(shí)代和社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果，其極大提升了我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，緩解了電力供應(yīng)的巨大壓力。然而，原有電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)并不能應(yīng)用在智能電網(wǎng)當(dāng)中，加強(qiáng)新型繼電保護(hù)技術(shù)研發(fā)，成為電力企業(yè)和相關(guān)研究者的工作重點(diǎn)。在當(dāng)前廣泛應(yīng)用的繼電保護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行有效改革和創(chuàng)新，才能為智能電網(wǎng)長足穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障。

1 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的重要意義

我國人口基數(shù)較大，且總體數(shù)量在上升當(dāng)中，電力用戶數(shù)量也在不斷增加。同時(shí)，城市化發(fā)展速度越來越快，城市用電需求急劇增加，這樣一來，電力企業(yè)面臨的供電壓力也就空前巨大。為緩解供電網(wǎng)絡(luò)的巨大壓力，提升電網(wǎng)運(yùn)行效率，電力企業(yè)著力于智能電網(wǎng)的開發(fā)應(yīng)用，已經(jīng)取得了較大突破。

然而，智能電網(wǎng)同樣存在故障和失效問題，通過繼電保護(hù)技術(shù)這一有效防御手段的保障，才能確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。繼電保護(hù)技術(shù)會(huì)在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)進(jìn)行故障設(shè)備切除，并向相關(guān)工作人員發(fā)出報(bào)警信息，以提醒其盡快發(fā)現(xiàn)并解決故障，恢復(fù)智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)極大提升了智能電網(wǎng)的運(yùn)行安全，使得用戶用電需求得到保障，電力企業(yè)也能最大限度避免巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2 智能電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成分析

相較于傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的功能性和效率性更加突出，但其系統(tǒng)組成也更加復(fù)雜。除電網(wǎng)技術(shù)體系和電網(wǎng)基礎(chǔ)體系外，智能電網(wǎng)還包括電網(wǎng)規(guī)范體系和智能服務(wù)體系。智能電網(wǎng)系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了電能的有效管理和輸送，還能通過通信技術(shù)確保供電企業(yè)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)掌控。在建設(shè)智能電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，除強(qiáng)化技術(shù)和管理外，還應(yīng)擁有智能服務(wù)體系，以不斷提升供電服務(wù)品質(zhì)，使得用戶在享受基本電能服務(wù)的基礎(chǔ)上，能夠獲得增值性和智能化的其它服務(wù)。

3 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)探析

3.1 廣域保護(hù)技術(shù)

所謂廣域繼電保護(hù)技術(shù)，指的是以子域作為分析單位，對(duì)子域內(nèi)繼電保護(hù)信息進(jìn)行有效采集，并對(duì)其進(jìn)行域內(nèi)和域外的綜合判定。廣域保護(hù)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于其能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，在確保智能電網(wǎng)運(yùn)行安全性上有著巨大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，廣域繼電保護(hù)技術(shù)極大加快了保護(hù)動(dòng)作實(shí)施時(shí)間，且顯著提升了其與電網(wǎng)的保護(hù)配合，使得繼電保護(hù)效率大大提升。其較強(qiáng)的自適應(yīng)判斷能力和保護(hù)能力，使得其在電網(wǎng)診斷和恢復(fù)上更加智能和高效。

3.2 保護(hù)重構(gòu)技術(shù)

保護(hù)重構(gòu)技術(shù)的主要作用是對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行在線配置和重組，確保其與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相符合，大大優(yōu)化了繼電保護(hù)效果。同時(shí)，保護(hù)重構(gòu)技術(shù)能夠?qū)^電保護(hù)系統(tǒng)元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱性問題和故障，并在發(fā)現(xiàn)失靈故障后自動(dòng)進(jìn)行替代，以恢復(fù)繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，達(dá)到自我發(fā)現(xiàn)和自愈功能。這樣一來，有效避免了繼電保護(hù)故障問題導(dǎo)致智能電網(wǎng)故障，大大提高的智能電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4 智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展方向

4.1 向著數(shù)字化方向發(fā)展

隨著電力服務(wù)升級(jí)需求的不斷加大，智能電網(wǎng)需進(jìn)行有效升級(jí)，繼電保護(hù)技術(shù)也必然要進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)展和優(yōu)化。未來繼電保護(hù)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一即數(shù)字化。首先，測(cè)量主要通過數(shù)字接口配合電子互感器實(shí)現(xiàn)，使得測(cè)量走向數(shù)字化；其次，未來的信息傳輸將通過光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，其不僅速度更快，且準(zhǔn)確性大大提高。因此，信息傳輸數(shù)字化也將是繼電保護(hù)技術(shù)數(shù)字化發(fā)展的重要體現(xiàn)。

4.2 向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的便捷性已經(jīng)體現(xiàn)在人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，繼電保護(hù)技術(shù)的未來發(fā)展也將充分與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來。通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳遞和共享，繼電保護(hù)人員將相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行傳遞，不僅準(zhǔn)確性大大提高，且其時(shí)效性也顯著提升。同時(shí)，變電站的網(wǎng)絡(luò)化變革將促進(jìn)繼電保護(hù)信息的網(wǎng)絡(luò)化，設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系使得信息傳輸更快，繼電保護(hù)系統(tǒng)所涵蓋的范圍也將更加廣泛。

4.3 向整定自動(dòng)化方向發(fā)展

自動(dòng)化是現(xiàn)代科技研究的重點(diǎn)之一。當(dāng)前電網(wǎng)中繼電保護(hù)技術(shù)僅實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)線路的控制和保護(hù)，其影響范圍相對(duì)較小，且其保護(hù)整定值也存在著一定的偏差和不足。未來的繼電保護(hù)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)其整定自動(dòng)化，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)被保護(hù)線路的有效控制，還能對(duì)系統(tǒng)中所有部分運(yùn)行信息進(jìn)行收集和整合，其保護(hù)范圍得到顯著擴(kuò)大，且保護(hù)的協(xié)同性顯著提升，對(duì)于智能電網(wǎng)的保護(hù)效果也實(shí)現(xiàn)其實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

4.4 向著廣域化方向發(fā)展

除目前已經(jīng)應(yīng)用的廣域保護(hù)技術(shù)外，繼電保護(hù)技術(shù)還將向著廣域化方向繼續(xù)發(fā)展。廣域保護(hù)即對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行多點(diǎn)和多類型信息采集，其反應(yīng)速度更快，保護(hù)范圍也得到極大擴(kuò)展。除分布式和集中式外，通過站域內(nèi)兩者結(jié)合下的方式，廣域保護(hù)對(duì)于系統(tǒng)故障的檢測(cè)范圍更加全面，即便電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行方式的改變，也能夠?qū)崿F(xiàn)全面檢測(cè)和準(zhǔn)確檢測(cè)，大大提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

5 結(jié)語

我國智能電網(wǎng)建設(shè)速度加快，繼電保護(hù)技術(shù)也應(yīng)進(jìn)行同步升級(jí)和更新。電力企業(yè)在充分認(rèn)識(shí)到繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)于智能電網(wǎng)運(yùn)行重要作用的同時(shí)，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，并在實(shí)踐中進(jìn)行有效優(yōu)化，以滿足智能電網(wǎng)不斷增加的運(yùn)行需求，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性。

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