試論智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)

廖仕源

摘 要：隨著我國科技的進(jìn)步，人們對電器的使用越來越多，給我們的生活帶來了諸多便利。但也對電力系統(tǒng)的容量、壓力等方面提出了更高的要求，繼電保護(hù)技術(shù)對于智能電網(wǎng)建設(shè)十分重要，并逐步成為電力系統(tǒng)中重要的組成部分。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；發(fā)展

目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得電網(wǎng)運(yùn)行方式、接線等方面都有所改變。例如電網(wǎng)交錯(cuò)接線，會對保護(hù)定制產(chǎn)生巨大的影響，特別是在智能電網(wǎng)環(huán)境下，系統(tǒng)更為復(fù)雜，所以，重視對繼電保護(hù)技術(shù)的研究，會對智能電網(wǎng)產(chǎn)生積極的影響。

一、智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

在傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)模式中，常見的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括環(huán)形線路、星型線路以及總線型線路等，下圖為等效模型。

這種模型結(jié)構(gòu)運(yùn)行簡單，每個(gè)電源的流向?qū)儆趩蜗蛐问剑虼朔奖銓?shí)現(xiàn)電流保護(hù)等，也是目前廣為人知的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對于智能電網(wǎng)來說，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)即可為用戶點(diǎn)，也可為電源點(diǎn)，而且電流流向也是雙向。除此之外，分布式電源也是其中的一點(diǎn)，能夠分理處系統(tǒng)，從而自成一個(gè)獨(dú)立的微網(wǎng)。等效圖如下：

在實(shí)際中，智能電網(wǎng)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)模型運(yùn)行時(shí)具備不確定性，會使運(yùn)行期間的阻抗出現(xiàn)多元化，很難對傳統(tǒng)的過流保護(hù)進(jìn)行鑒定，不能形成單獨(dú)保護(hù)。針對于此，要找到有效的保護(hù)方案，使之在運(yùn)行時(shí)不受變化的影響。

二、繼電保護(hù)中面臨的問題

在智能電網(wǎng)環(huán)境下，繼電保護(hù)是第一道防線，能夠保護(hù)電網(wǎng)安全運(yùn)行，但也面臨著一些問題：

（一）大電網(wǎng)對繼電保護(hù)要求較高

在實(shí)際中，智能電網(wǎng)的特征主要表現(xiàn)為特高壓大電網(wǎng)，會對繼電保護(hù)產(chǎn)生一定的影響。例如，如果特高壓大電網(wǎng)出現(xiàn)故障，除了會出現(xiàn)大量的諧波，而且衰減速度比較緩慢，會對保護(hù)動作的可靠性造成一定的影響；電壓傳感器在特定條件下，傳變性會迅速下降，一旦出現(xiàn)故障就會造成誤動作的現(xiàn)象發(fā)生；對特高壓大電網(wǎng)線路來說，分布電容會對參數(shù)保護(hù)造成負(fù)面影響。

（二）電子設(shè)備影響故障電流

在智能電網(wǎng)環(huán)境下，電子設(shè)備數(shù)量持續(xù)增加，這會使電流分布出現(xiàn)變化。例如，F(xiàn)ACTS元件的位置會對參數(shù)調(diào)整發(fā)生變化，會對電網(wǎng)短路電流分布造成影響；保護(hù)問題仍然非常明顯，會使直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

（三）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞亩嘧?，進(jìn)一步縮減了保護(hù)生存環(huán)境

以目前主保護(hù)來看，雖然正在逐步完善，但受到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母蓴_，會給后備保護(hù)造成不小的影響。為了保證其可靠性，要按照既定的配置進(jìn)行鑒定。傳統(tǒng)的后備保護(hù)，通過本地信息構(gòu)成功能模式，在處理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠嘧儐栴}時(shí)，很難取得良好效果。對目前的停電事故進(jìn)行分析可知，由于后備保護(hù)的限制條件，會造成系統(tǒng)快速崩潰。也就是說，整定配合十分復(fù)雜，具備長時(shí)間的動作現(xiàn)象，不滿滿足系統(tǒng)運(yùn)行中的切除時(shí)間，會威脅到電網(wǎng)的安全運(yùn)行；受到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠嘧兊挠绊?，不能跟蹤模式變化，在保護(hù)方面，選擇性、靈敏度等不能進(jìn)行兼顧；此外，對于故障與切除故障后造成的負(fù)荷過載難以區(qū)分，這會造成連鎖跳閘故障的發(fā)生。

三、智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)措施

通過上文對繼電保護(hù)中存在的問題進(jìn)行分析，筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出以下幾點(diǎn)措施：

（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化整合

通過傳感器設(shè)備，對輸配電運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，將所采集的信息通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化整合，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，能夠?qū)ΡＷo(hù)功能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。對于繼電保護(hù)設(shè)備來說，不僅需要采集保護(hù)對象的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還要采集運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)，通過應(yīng)用此方式，能夠甄別故障原因，確保在無外界因素干擾的前提下及時(shí)排除故障；除此之外，還要能夠立即回復(fù)系統(tǒng)，防止出現(xiàn)大面積停電的現(xiàn)象。通過監(jiān)控系統(tǒng)對保護(hù)對象進(jìn)行分析，及時(shí)調(diào)節(jié)保護(hù)定值，使其滿足動態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)保護(hù)措施。

（二）應(yīng)用通信技術(shù)

要確保繼電保護(hù)的有效落實(shí)，需要建立完整的通信系統(tǒng)，這也是當(dāng)前建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)利用高速通信系統(tǒng)進(jìn)行自我監(jiān)測，在繼電保護(hù)時(shí)，利用此方法能夠檢測干擾，并對信號進(jìn)行潮流分配，防止出現(xiàn)大面積停電的現(xiàn)象。

（三）應(yīng)用參考量測技術(shù)

參考量測技術(shù)是將測量的信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)，應(yīng)用于智能電網(wǎng)的各個(gè)層面。利用參考量測技術(shù)，能夠規(guī)劃電力系統(tǒng)，并給運(yùn)行人員提供參考，包括功率因素、電能質(zhì)量等，還包括元件溫度、故障定位等數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升繼電保護(hù)的效率。

（四）應(yīng)用控制、決策支持技術(shù)

通過控制技術(shù)能夠預(yù)測電網(wǎng)，并根據(jù)此選擇適合的技術(shù)措施，消除電能中的擾動。通過應(yīng)用控制技術(shù)，能夠控制智能電網(wǎng)中的有功與無功功率；通過診斷技術(shù)，能夠引入專家系統(tǒng)，對其進(jìn)行自動管控，讓智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈功能。還可通過決策技術(shù)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)簡單化，使運(yùn)行人員能夠清晰的觀察，通過動畫技術(shù)等，對問題進(jìn)行處理。

四、結(jié)束語

在智能電網(wǎng)環(huán)境下，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中具有較為廣泛的應(yīng)用，會提高節(jié)能效率，是供電更加安全、可靠。但隨著我國智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展，技術(shù)方面仍然存在一些需要完善的地方，要提升繼電保護(hù)，才能保證供電質(zhì)量，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為人們的生活提供更多便利條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳勇軍，趙玉梅.智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)技術(shù)分析[J].科技與企業(yè)，2017（23）.