淺析智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)

付鵬

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，依托于各種先進(jìn)技術(shù)智能電網(wǎng)得以發(fā)展起來(lái)，并成為未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，有效地提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。繼電保護(hù)技術(shù)作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)保障，在當(dāng)前的智能電網(wǎng)環(huán)境下，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)已無(wú)法滿足當(dāng)前電網(wǎng)的應(yīng)用需求，因此需要加快推動(dòng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，使其與智能電網(wǎng)環(huán)境有效的適應(yīng)，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。本文從智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的核心技術(shù)入手，分析了智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的特點(diǎn)，并進(jìn)一步對(duì)智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)面臨的問(wèn)題進(jìn)行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；核心技術(shù)；特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

智能電網(wǎng)是基于現(xiàn)有的物理電網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的，其集自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體。當(dāng)前我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展時(shí)間較短，還處于初級(jí)發(fā)展階段，在各方面還存在一定的缺陷，但其在供電質(zhì)量、運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性方面具有傳統(tǒng)電網(wǎng)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。因此需要加大對(duì)智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究力度。特別是繼電保護(hù)技術(shù)作為智能電網(wǎng)的核心技術(shù)，更要對(duì)其進(jìn)行有效掌握，加大研究力度，使其有效的保證智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的核心技術(shù)

1.1廣域保護(hù)技術(shù)

在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能需要應(yīng)用到的信息主要以單端量或是雙端量表現(xiàn)出來(lái)，而且信息內(nèi)容受到較大的局限性。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法與智能電網(wǎng)的應(yīng)用需求相適應(yīng)，不利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，因此需要更為高效和先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保護(hù)智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全。在當(dāng)前保護(hù)技術(shù)中，廣域保護(hù)技術(shù)更為先進(jìn)，其以智能電網(wǎng)內(nèi)各個(gè)子集作為分析和處理的單位，能夠在整個(gè)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)該子集繼電保護(hù)信息的采集和分析，并對(duì)故障成因進(jìn)行判斷，從而為系統(tǒng)處理問(wèn)題提供依據(jù)。廣域繼電保護(hù)主要以安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)兩方面內(nèi)容為主，這其中安全自動(dòng)控制主要是對(duì)電網(wǎng)自身故障進(jìn)行處理，促進(jìn)自身故障的自愈。在智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，廣域繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，不僅使繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間更加快速，而且全面提升了繼電保護(hù)的效率。

1.2保護(hù)重構(gòu)技術(shù)

作為智能電網(wǎng)的核心技術(shù)之一的繼電保護(hù)重構(gòu)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)在線配置和重組，使其能夠更符合整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)整體效果的優(yōu)化。而且繼電保護(hù)重構(gòu)技術(shù)還能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和故障，一旦保護(hù)出現(xiàn)失靈能夠自動(dòng)進(jìn)行替代，保證系統(tǒng)運(yùn)行正常。通過(guò)應(yīng)用繼電保護(hù)重構(gòu)技術(shù)，即使繼電保護(hù)系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障也不會(huì)對(duì)智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來(lái)影響，有效地保證了智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

1.3智能設(shè)備、新型電子互感器

智能設(shè)備作為智能電網(wǎng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵組成部分，智能設(shè)備具有非常廣的控制面，能夠?qū)χ悄芟到y(tǒng)中的元器件進(jìn)行有效控制，并全面覆蓋電網(wǎng)的發(fā)電、變電、供電、配電和用電等各個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)新型電子互感器也在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。在智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中所應(yīng)用到的測(cè)控?cái)?shù)據(jù)，其都是來(lái)源于電網(wǎng)中各個(gè)不同部位的新開進(jìn)電子互感器，這些新型電子互感器自身性能十分突出，不易受到其他因素的干擾，能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，全面提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的性能。

2.智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)運(yùn)用了大量的先進(jìn)技術(shù)，其運(yùn)行管理也呈現(xiàn)出顯著的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化的特點(diǎn)。由于繼電保護(hù)對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行管理具有非常重要的作用，其作為智能電網(wǎng)的第一道安全防線，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中具有以下幾方面的特點(diǎn)：

2.1數(shù)字化

數(shù)字化是繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)環(huán)境下呈現(xiàn)出來(lái)的重要特點(diǎn)之一，其突出表現(xiàn)在測(cè)量手段和信息傳輸。由于智能電網(wǎng)對(duì)數(shù)字化具有較強(qiáng)的依賴性，而繼電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)也離不開采集和分析終端運(yùn)行信息。當(dāng)前智能電網(wǎng)中的互感器和數(shù)字接口都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，而且電網(wǎng)中光纖技術(shù)也得以廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)電網(wǎng)的狀態(tài)量和模擬量已完全被數(shù)字信號(hào)所取代。這有效地推動(dòng)了繼電保護(hù)的發(fā)展速度，全面提高了信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，互感器測(cè)量更加精準(zhǔn)。

2.2網(wǎng)絡(luò)化

近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了快速發(fā)展，并在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用，這也加快了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展進(jìn)程。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐下，繼電保護(hù)出現(xiàn)了較大的變化，其在信息獲取和傳輸方面網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)，促使繼電保護(hù)能夠?qū)⑺性O(shè)備信息有效的聯(lián)系在一起，并依托于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳播，信號(hào)更具時(shí)效性和精確性，繼電保護(hù)的性能得以全面提升。

2.3輸電靈活化

智能電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的靈活控制，有效的提高輸電效率。同時(shí)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用了較多的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置、統(tǒng)一的潮流控制裝置及電能質(zhì)量控制裝置，對(duì)于電網(wǎng)的靈活控制有著積極的作用。

2.4整定自動(dòng)化

在傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于每個(gè)保護(hù)都具有一定的針對(duì)性，受制于保護(hù)范圍的制約，保護(hù)定值呈現(xiàn)出較強(qiáng)的局限性和偏差性，在保護(hù)過(guò)程中極易出現(xiàn)誤動(dòng)作。但對(duì)于智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)系統(tǒng)，其有效地將整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)電力線路與相關(guān)保護(hù)設(shè)備有效的聯(lián)結(jié)在一起，集中采集和分析整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)信息，對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分布協(xié)同保護(hù)，全面提高了繼電保護(hù)的精確度。

3.智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)面臨的問(wèn)題

在當(dāng)前智能電網(wǎng)環(huán)境下，各種新技術(shù)和新設(shè)備的大量應(yīng)用，給繼電保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)過(guò)程中帶來(lái)較大的難度，一些新問(wèn)題和新情況頻繁發(fā)生，對(duì)繼電保護(hù)的可靠性帶來(lái)了較大的影響。

3.1保護(hù)范圍不明確

由于智能電網(wǎng)還沒(méi)有在電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)普及，導(dǎo)致繼電保護(hù)的保護(hù)范圍得不到準(zhǔn)確的劃分，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，出現(xiàn)了保護(hù)延遲、不準(zhǔn)確等問(wèn)題，無(wú)法在整個(gè)智能電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)保護(hù)的全面覆蓋，為此需要對(duì)繼電保護(hù)范圍的劃分進(jìn)行合理的改進(jìn)。

3.2保護(hù)力度不足

由于智能電網(wǎng)是建立在現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，這就導(dǎo)致在具體建設(shè)過(guò)程中存在著繼電保護(hù)建設(shè)滯后的問(wèn)題，由于與智能電網(wǎng)建設(shè)不同步，造成繼電保護(hù)在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中無(wú)法滿足智能電網(wǎng)的應(yīng)用需求，從而引發(fā)一系列的安全問(wèn)題。因此在當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，要確保繼電保護(hù)與其保持同步的建設(shè)速度，這樣才能有效地保證繼電保護(hù)作用的充分發(fā)揮，通過(guò)繼電保護(hù)可靠的運(yùn)行來(lái)減少或是避免損失的發(fā)生。

3.3電力電子設(shè)備的增多造成故障電流的變化

為了滿足智能電網(wǎng)的運(yùn)行需求，整個(gè)電網(wǎng)中電力電子設(shè)備的數(shù)量非常巨大，這就必然會(huì)導(dǎo)致故障時(shí)信號(hào)電流特征及分布的變化，影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全可靠性。

3.4保護(hù)設(shè)備不完善

繼電保護(hù)設(shè)備是組成繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要核心，要想滿足智能電網(wǎng)的應(yīng)用需求，保護(hù)設(shè)備就必須符合智能電網(wǎng)的需求。我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到目前保護(hù)設(shè)備存在的不足，加大設(shè)備的研發(fā)力度，對(duì)保護(hù)設(shè)備進(jìn)行主動(dòng)完善。

結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，因此在當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，需要重視與其相配套的設(shè)施的建設(shè)，繼電保護(hù)作為智能電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道安全防線，其安全、可靠的運(yùn)行是確保智能電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量全面提升的重要保障，因此需要在當(dāng)前智能電網(wǎng)環(huán)境下，針對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)及特點(diǎn)進(jìn)行掌握，并提出智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)存在的不足之處，從而在以后的工作中不斷對(duì)其進(jìn)行完善，加快推動(dòng)智能電網(wǎng)的健康、有序發(fā)展。

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