繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

劉喬

摘 要： 隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)電網(wǎng)已不能良好滿足未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，由此提出了建設(shè)具有中國特色智能電網(wǎng)的目標(biāo)。智能電網(wǎng)建設(shè)是我國在十三五規(guī)劃中重要的電力基建目標(biāo)，在這一建設(shè)目標(biāo)指導(dǎo)下智能電網(wǎng)技術(shù)有了長足的發(fā)展。在智能電網(wǎng)建設(shè)中有幾項關(guān)鍵的核心技術(shù)尤為重要，繼電保護(hù)就是其中的一個重要環(huán)節(jié)。筆者對智能電網(wǎng)進(jìn)行了概述，并對智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析，同時對繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： 智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展過程中的必然趨勢，它無可比擬的各項優(yōu)勢在建設(shè)高性能電網(wǎng)的過程中，帶來了不斷更新的新技術(shù)和新設(shè)備。隨著智能電網(wǎng)運行研究的不斷深入，繼電保護(hù)技術(shù)也相對快速發(fā)展起來，邁入了一個新的階段，繼電保護(hù)裝置越來越廣闊的功能和應(yīng)用范圍同時也為智能電網(wǎng)提供了穩(wěn)定的發(fā)展基礎(chǔ)。

一、智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)是利用先進(jìn)的信息通訊技術(shù)和控制技術(shù)，構(gòu)建的以自動化、計算機(jī)化及互動化為主要特點的特高壓電網(wǎng)，并具有向各級電網(wǎng)發(fā)送電力的能力，同時它能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動跳閘保護(hù)電力系統(tǒng)，并具有在停電后的較短時間內(nèi)恢復(fù)用電能力的特點。因此，智能電網(wǎng)具有經(jīng)濟(jì)高效、友好互動、堅強(qiáng)可靠等特點，不僅具有將強(qiáng)大電力輸送到各個電網(wǎng)應(yīng)用的能力，而且還具有靈活調(diào)整、連接使用的效果，所以對智能電網(wǎng)中的數(shù)字化變電站技術(shù)、電子式互感器及交直流靈活輸電和廣域測量技術(shù)等的要求也就大大提高，并對其繼電保護(hù)裝置的要求也較為嚴(yán)格。

二、智能電網(wǎng)繼電保護(hù)原理

應(yīng)用傳感器在智能電網(wǎng)中對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵的電氣設(shè)備的運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，然后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，最后對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此來實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀況的實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)對保護(hù)定值和保護(hù)功能的動態(tài)監(jiān)控和及時修正。

對于繼電保護(hù)裝置來講，保護(hù)功能除了需要保護(hù)對象的運行信息，還需要相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備的運行信息。這就需要做好信息的共享工作，保證故障的準(zhǔn)確性時，在沒有或少量人工干預(yù)的情況下，迅速隔離故障并自行恢復(fù)，從而避免大面積停電事故的發(fā)生，提高電網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。因此，智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)裝置在保護(hù)動作時不僅僅要跳本保護(hù)對象，有時在跳本保護(hù)對象的同時，還得發(fā)出連跳指令，跳開其他關(guān)聯(lián)點。

三、智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)技術(shù)的作用

繼電保護(hù)技術(shù)是一種融合電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)為一體的技術(shù)，在傳統(tǒng)電網(wǎng)和智能電網(wǎng)中都得到了廣泛的應(yīng)用，是電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行的重要基礎(chǔ)。同時，繼電保護(hù)是當(dāng)前電力企業(yè)實現(xiàn)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化以及相關(guān)設(shè)備監(jiān)測保護(hù)的重要技術(shù)，隨著現(xiàn)階段智能電網(wǎng)建設(shè)速度的不斷加快，繼電保護(hù)技術(shù)也變得逐漸復(fù)雜，功能日益強(qiáng)大，計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化作為其未來的發(fā)展趨勢，繼電保護(hù)所起的作用將愈發(fā)重要，具體歸納如下：

1.繼電保護(hù)技術(shù)的預(yù)保護(hù)功能對于電網(wǎng)的穩(wěn)定運行十分重要，不僅減少了故障發(fā)生頻率，同時還有提高故障的預(yù)警和保護(hù)的功能，進(jìn)而滿足智能電網(wǎng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

2.提升繼電保護(hù)裝置的運行狀態(tài)。由于繼電保護(hù)是一個整體的完善系統(tǒng)，它通過分析電網(wǎng)運行中出現(xiàn)的故障、保障繼電保護(hù)運行、繼電保護(hù)的維護(hù)等相關(guān)功能的發(fā)揮，進(jìn)而有效地避免電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常的狀況。

3.提升了輸電線路的安全性的保護(hù)，加強(qiáng)了輸電線路運行過程中電量負(fù)荷超載的保護(hù)，從而避免大面積停電的事故發(fā)生，進(jìn)一步提升了電網(wǎng)的安全運行及保護(hù)力度，進(jìn)而充分發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置的重要作用。

4.在電力領(lǐng)域的智能電網(wǎng)的智能化應(yīng)用以及電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化的發(fā)展中都起到了重要的作用。通過智能處理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在利用智能傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而確保智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置不僅具有基本功能的繼電保護(hù)，同時還具有進(jìn)行智能故障診斷、修復(fù)以及及時隔離故障的重要功能。

5.隨著智能電網(wǎng)數(shù)字信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用，具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動整定技術(shù)等特點。在智能電網(wǎng)中，許多繼電保護(hù)裝置逐漸提升了裝置的性能，并且互聯(lián)網(wǎng)與繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行連接，進(jìn)而完善對電網(wǎng)中繼電保護(hù)裝置的智能化配置。

四、繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

現(xiàn)代社會，高智能化的電網(wǎng)系統(tǒng)不斷更新，這就導(dǎo)致在整個電力系統(tǒng)中需要對繼電保護(hù)進(jìn)行更加深入的研究。在對智能電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)的過程中，繼電保護(hù)的應(yīng)用水平并不能得到真正的掌握，在對繼電保護(hù)進(jìn)行研究的過程中，還需要對其中信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)等各個專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行研究，并通過對上述各種技術(shù)的有效融合及發(fā)展創(chuàng)新，進(jìn)而能夠使繼電保護(hù)得到更好的運用。因此，繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用需要對下面各個方面進(jìn)行全面的考慮：

第一，智能化的應(yīng)用包括遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯等，并且在繼電保護(hù)技術(shù)中得到了良好的應(yīng)用，且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)技術(shù)中的應(yīng)用得到了很好的發(fā)揮，它可以有效地解決非線性問題，并具有分布式儲存信息和自組織等特點。當(dāng)遇到輸電線的兩端系統(tǒng)在擺開的情況下，發(fā)生過電電阻短路時，它可以通過距離保護(hù)的方法將很難找到的故障原因給排除，使工作人員有效地解決并完成較為復(fù)雜的電力系統(tǒng)問題。所以，在電力系統(tǒng)運行中應(yīng)用智能化技術(shù)，便可幫助工作人員有效地解決電力系統(tǒng)工作中的一些難題。

第二，在實現(xiàn)繼電保護(hù)的計算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機(jī)，是整個電力系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

第三，智能電網(wǎng)在運行過程中，可以通過散布在電網(wǎng)中的傳感器對相關(guān)的信息進(jìn)行實時的監(jiān)控，以保證電網(wǎng)中輸電線路的溫度及容量在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，當(dāng)其出現(xiàn)一定問題時，繼電保護(hù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實時的控制。同時，在此過程中，需要對輸電線路的負(fù)荷保護(hù)定值進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而能夠保證智能電網(wǎng)的正常運行。

第四，智能系統(tǒng)中繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是因為繼電保護(hù)系統(tǒng)具有自適應(yīng)控制技術(shù)，而其自適應(yīng)控制技術(shù)的主要原理就是根據(jù)電力系統(tǒng)的運行方式及電氣故障狀態(tài)的變化實行改變保護(hù)特性、性能及定值。繼電保護(hù)系統(tǒng)中自適應(yīng)技術(shù)是繼電保護(hù)的新型技術(shù)，繼電保護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠有效的保證對電力系統(tǒng)各項變化的適應(yīng)，這不僅有效的對智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行了增強(qiáng)，同時還對繼電保護(hù)系統(tǒng)自身的保護(hù)作用進(jìn)行了有效的改善。

第五，當(dāng)前，很多智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)的機(jī)構(gòu)所采用的是一種剛性的結(jié)構(gòu)，而且其中的連接方式、保護(hù)對象等內(nèi)容，都是預(yù)先設(shè)定好的。在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，系統(tǒng)的整定是通過保護(hù)線路的實際運行情況來實現(xiàn)的。而在智能電網(wǎng)中，繼電保護(hù)能夠充分地運用全網(wǎng)的信息資源，這樣它就能進(jìn)行實時的判斷，以達(dá)到整定的目的，進(jìn)而實現(xiàn)全網(wǎng)系統(tǒng)整定的自動化與配置的自動化。

五、結(jié)語

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)未來的發(fā)展方向，而繼電保護(hù)將隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展不斷前進(jìn)，為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供堅實的技術(shù)設(shè)備。與此同時，智能電網(wǎng)的發(fā)展將推動繼電保護(hù)技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、計算機(jī)化、信息化以及控制、保護(hù)、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展，盡力維護(hù)繼電保護(hù)裝置的安全穩(wěn)定運行，強(qiáng)化繼電保護(hù)裝置在電網(wǎng)故障與電力控制系統(tǒng)中的隔離功能，促使電力系統(tǒng)成為更加安全、更加穩(wěn)定、更加可靠的保護(hù)系統(tǒng)，為我國智能電網(wǎng)的建設(shè)墊定基礎(chǔ)，進(jìn)而提升我國的繼電保護(hù)管理水平。endprint