芻議智能電網(wǎng)背景下的繼電保護(hù)新技術(shù)

何寧

摘 要：作為電力體系得以安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，繼電保護(hù)技術(shù)可以對電力故障進(jìn)行診斷，因此在智能電網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中，具有重要的意義。本文針對智能電網(wǎng)建設(shè)的主要特點(diǎn)和繼電保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，得到了一些相關(guān)的結(jié)論，希冀對同行們起到一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；新技術(shù)

0 引言

隨著我國社會的發(fā)展，能源方面的需求變得越來越大，因此逐漸出現(xiàn)了資源匱乏的現(xiàn)象。世界各國對資源進(jìn)行爭奪的事件時有發(fā)生，而我國也受到了資源匱乏的影響，因此在開發(fā)新資源的同時，還需要注意節(jié)約資源政策的實(shí)施。我國電力行業(yè)現(xiàn)在仍然是以火力發(fā)電為主，因此在應(yīng)用上很容易受到地域和季節(jié)的影響。我國的電力行業(yè)存在著廣泛的用電高峰期電壓值過低以及窩電等現(xiàn)象，因此需要需要引入電力系統(tǒng)的智能化體系，來解決電力行業(yè)當(dāng)中存在的跟中不平衡的現(xiàn)象。

我國電力系統(tǒng)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了分布式發(fā)電單元增加、微網(wǎng)運(yùn)行、點(diǎn)壓等級逐漸提高等問題，為了解決上述的這些問題，我們引入了智能化電網(wǎng)技術(shù)。隨著我國電力行業(yè)智能化電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)出了一些新的特點(diǎn)。這樣一來，就對我國的電力行業(yè)運(yùn)行當(dāng)中的繼電保護(hù)提出了更高的要求。因此隨著我國智能電網(wǎng)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)、新型傳感技術(shù)、電力電子工業(yè)以及通信等技術(shù)得到了綜合的利用，同時也給我國電力運(yùn)行當(dāng)中的繼電保護(hù)的發(fā)展帶來更為廣闊的前景。

1 智能電網(wǎng)背景下的繼電保護(hù)相關(guān)技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，人們對于能源的重視程度也在逐漸增加，但是資源在使用的過程中變得越來越少。在這樣的大背景之下，節(jié)約利用現(xiàn)有能源與新能源的開發(fā)具有同等的重要程度，而未來電力行業(yè)的發(fā)展趨勢就是智能化電網(wǎng)。繼電保護(hù)作為電力行業(yè)能夠安全、平穩(wěn)運(yùn)行的技術(shù)保障，在智能化電網(wǎng)發(fā)展的過程中占據(jù)著極其重要的地位。我國電力行業(yè)能夠保障智能電網(wǎng)發(fā)展下的繼電保護(hù)技術(shù)主要有以下幾個方面。具體如表1所示：

（1）智能感應(yīng)技術(shù)

智能電網(wǎng)在組成方面比較復(fù)雜，在運(yùn)行的過程中也會受到各種因素的影響。為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)中的各個設(shè)備安全、平穩(wěn)的運(yùn)行，尤其是檢測裝置，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，智能感應(yīng)技術(shù)占據(jù)著重要的位置。

（2）廣域測量技術(shù)

對于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行而言，廣域測量技術(shù)可以說是中一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，該技術(shù)指標(biāo)主要是在相同的時標(biāo)下，對各節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)壓和電流進(jìn)行實(shí)時采樣，從而生成電流和點(diǎn)壓的實(shí)時坐標(biāo)曲線，并在時間坐標(biāo)下來對電力運(yùn)行轉(zhuǎn)臺實(shí)施檢測和分析。

（3）電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)包含著很多的內(nèi)容，比如交直流柔性輸電、定值電力以及高壓直流輸電等。所以在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中存在著較為廣泛的應(yīng)用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逐漸引入了很多的新技術(shù)，因此在新形式下對繼電保護(hù)提供了一定的技術(shù)支持，同時還促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展和完善。

（4）仿真分析與控制決策技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也取得了一定的進(jìn)展，因此仿真分析逐漸成為了預(yù)測分析智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)的主要技術(shù)。通過仿真分析技術(shù)得到的控制和決策，可以提高智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面具有極其重要的地位。

（5）信息通信技術(shù)

通信技術(shù)對于智能電網(wǎng)的發(fā)展而言，是重要的保障技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，逐漸將新科技引用到智能電網(wǎng)的發(fā)展當(dāng)中，使電力設(shè)備可以即插即用。

（6）綜合自動化系統(tǒng)和智能裝置

在電力系統(tǒng)的發(fā)展當(dāng)中，廣泛的分布著智能設(shè)備，無論是輸電、變電還是配電和最終的用電，每個環(huán)節(jié)都在智能裝置的控制當(dāng)中。

2 新形勢下繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向

為了保障電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，我們一般會采取繼電保護(hù)技術(shù)。但是之前的配制方法和設(shè)計(jì)思路，已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)在智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程，因此需要找到最新的技術(shù)來應(yīng)用到智能電網(wǎng)的發(fā)展當(dāng)中。新技術(shù)的運(yùn)用，使得能源的來源出現(xiàn)了多元化的特點(diǎn)。所以新形勢下，智能電網(wǎng)對繼電保護(hù)技術(shù)帶來的影響具體如下：

（1）數(shù)字化

智能電網(wǎng)的數(shù)字化主要包含著傳輸方式和監(jiān)測方式。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，逐漸投入了很多的大型智能化設(shè)備，用電子式互感設(shè)備代替了原來的交流互感設(shè)備。電子式互感器所使用的網(wǎng)絡(luò)接口，可以使智能斷路器和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置進(jìn)行連接，從而簡化二次回路，從而降低設(shè)備維護(hù)的工作量，同時提高設(shè)備的工作效率。

（2）網(wǎng)絡(luò)化

變電數(shù)字化的推行，電力系統(tǒng)逐漸進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化的階段。首先是信息獲取方式的改變。其次就是信息傳輸方式的改變。網(wǎng)絡(luò)化的使用，不但可以使控制信號的傳輸變得更加迅速，也更加準(zhǔn)確。

（3）廣域化

智能電網(wǎng)的發(fā)展，很多地方都已經(jīng)建成了基于PUM 的W AM S網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)不但可以提高繼電保護(hù)設(shè)備的性能，還可以使繼電保護(hù)技術(shù)得到快速的發(fā)展，同時還提高了設(shè)備的安全性。

（4）輸電靈活化

新設(shè)備的使用，很大程度的提高了輸電的靈活化，同時還提高了輸電的效率。電力輸電系統(tǒng)存在著交直流混合輸電的特性。非線性元件的使用可以使傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)和智能電網(wǎng)的暫態(tài)過程存在著顯著的差別。電網(wǎng)的輸電靈活性和暫態(tài)過程的復(fù)雜性，對現(xiàn)在的繼電保護(hù)提出了更高的挑戰(zhàn)。

（5）整定自動化

智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)可以被各種設(shè)備和保護(hù)線路進(jìn)行良好的整合，同時對信息進(jìn)行綜合，從而使繼電保護(hù)更加精確，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的分布式協(xié)同保護(hù)。

3 繼電保護(hù)技術(shù)在新環(huán)境中還需解決的問題

為了順應(yīng)時代的發(fā)展，電能傳輸方式逐漸呈現(xiàn)出了一些新的特點(diǎn)，因此需要對其進(jìn)行調(diào)整，從而適應(yīng)現(xiàn)在的發(fā)展需求。作為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要技術(shù)，繼電保護(hù)技術(shù)也需要做到與時俱進(jìn)，具體如下：

（1）對保護(hù)定值進(jìn)行適時的調(diào)整。

智能電網(wǎng)存在著一定的不確定性和靈活性，因此保護(hù)定值需要具備一定的適應(yīng)性，可以隨著電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變而變化，同時還需要對繼電保護(hù)功能進(jìn)行調(diào)整。除此之外，周圍環(huán)境也會對保護(hù)定值產(chǎn)生影響，因此不能忽略環(huán)境因素的影響。

（2）網(wǎng)絡(luò)化給繼電保護(hù)配置帶來的影響。

繼電保護(hù)技術(shù)傳遞和采取信息的方式會隨著電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)生變化，逐漸提升自己的主保護(hù)功能，從而使繼電保護(hù)的配置也發(fā)生變化。

（3）提高安全自動化裝置的性能。

隨著智能電網(wǎng)的廣域化發(fā)展，安全自動裝置的性能逐漸得到了提高，其中延時證明效果得到了顯著的提升，同時還降低了定點(diǎn)事件的發(fā)生幾率。

（4）繼電保護(hù)新技術(shù)。

電力電子技術(shù)的使用，使智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了靈活性控制，但是同時也給電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。

（5）在線整定技術(shù)的使用。

繼電保護(hù)領(lǐng)域開展的自適應(yīng)保護(hù)思路，可以改變傳統(tǒng)自適應(yīng)裝置存在的弊端，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)被保護(hù)線路運(yùn)行情況來對定值進(jìn)行調(diào)整的目的。

4 結(jié)語

智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，給人類的生活到來了各種影響，相信在不遠(yuǎn)的未來，我們就可以正式進(jìn)入生活網(wǎng)絡(luò)化、電力智能化的時代。電力系統(tǒng)的變革，這屆影響著電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢。所謂電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行的保障技術(shù)，繼電保護(hù)技術(shù)，逐漸成為了智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的保證和前提。在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了許多新的挑戰(zhàn)，因此我們需要采取新的科技手段，為繼電保護(hù)的發(fā)展提供技術(shù)支持。相信在不遠(yuǎn)的未來，新的繼電保護(hù)技術(shù)可以得到更加廣泛的應(yīng)用。

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（作者單位：國網(wǎng)湖南省電力公司郴州供電分公司）