淺析智能變電站保護(hù)配置方案

摘 要：在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)供配電管理工作中，智能變電站的保護(hù)配置方案，對(duì)于系統(tǒng)的整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，都產(chǎn)生了十分重大的影響。本文首先對(duì)智能變電站的配置方案發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，分析了保護(hù)工作反應(yīng)速度、動(dòng)作數(shù)據(jù)、后續(xù)跟蹤反饋等方面的問題；隨后，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究了智能變電站的保護(hù)配置方案應(yīng)用策略，旨在為關(guān)注這一領(lǐng)域的人士，提供一些可行性較高的參考意見。

關(guān)鍵詞：智能變電站；保護(hù)配置；保護(hù)動(dòng)作

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0110-02

引 言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)的供配電管理，特別是智能變電站的保護(hù)配置方案等方面，關(guān)注程度越來越高。智能變電站的自動(dòng)化發(fā)展水平逐漸提升，在很大程度上，增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備在應(yīng)用環(huán)節(jié)的可靠性與有效性。智能變電站在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性越來越高，在實(shí)際的組織和管理工作中，如何系統(tǒng)地分析出，智能變電站保護(hù)配置方案的應(yīng)用策略顯得十分重要。

1 變電站保護(hù)配置方案發(fā)展現(xiàn)狀

智能變電站的保護(hù)裝置配置方案，在實(shí)際的應(yīng)用中，呈現(xiàn)出以下幾項(xiàng)問題：

1.1 保護(hù)工作反應(yīng)速度慢

電網(wǎng)系統(tǒng)主要是由發(fā)電機(jī)、輸電線路和變壓器等一次設(shè)備共同組成，智能變電站的保護(hù)工作主要目的是，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)將故障設(shè)備切除，實(shí)現(xiàn)故障隔離。但是，根據(jù)智能變電站的實(shí)際管理情況進(jìn)行可以看出，常規(guī)的后備保護(hù)工作，雖然可以在較大范圍內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行集中保護(hù)，但是，選擇性的獲取通常會(huì)以快速性的犧牲作為代價(jià)。因此，現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置當(dāng)中，后備保護(hù)工作反應(yīng)速度較慢，在電網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜程度都不斷增加的情況下，后備保護(hù)工作很難完成達(dá)到良好的配合效果[1]。

1.2 保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)受限

一般來說，智能變電站保護(hù)動(dòng)作的判斷數(shù)據(jù)，主要的來源是本地測(cè)量的數(shù)據(jù)。本地?cái)?shù)據(jù)在實(shí)際應(yīng)用中，只能對(duì)本地的設(shè)備和電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)中智能變電站的保護(hù)能力十分有限。此種發(fā)展模式，難以對(duì)運(yùn)行方式持續(xù)發(fā)生變化的智能變電站和電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生良好的反饋。此外，智能變電站的保住裝置之間，還缺乏科學(xué)合理的協(xié)調(diào)效果，對(duì)于系統(tǒng)整體的安全性和穩(wěn)定性，都會(huì)產(chǎn)生不良影響，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)聯(lián)鎖故障等問題。

1.3 后續(xù)跟蹤反饋較少

根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的調(diào)查和研究可以了解到，智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要工作目標(biāo)為切除故障，將故障系統(tǒng)進(jìn)行隔離。但是，在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)中，智能變電站繼電保護(hù)工作，在將故障切除之后，沒有對(duì)后續(xù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行持續(xù)的后續(xù)跟蹤管理。工作人員不能及時(shí)地了解到系統(tǒng)的后續(xù)的運(yùn)行效果，難以判斷出智能變電站繼電保護(hù)工作的實(shí)際成效。

2 智能變電站保護(hù)配置方案應(yīng)用策略

根據(jù)前文分析能夠看出，智能變電站保護(hù)配置方案，在實(shí)際的組織和管理工作中，仍存在應(yīng)用問題，對(duì)此，要采取多樣化的保護(hù)方案優(yōu)化策略，提高對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)能力。

2.1 常規(guī)化配置策略

常規(guī)化配置策略，是智能變電站繼電保護(hù)方案中，一項(xiàng)十分有效的保護(hù)配置方式。此種配置策略，主要是將傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)方案，作為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，以此作為良好的依托，在傳統(tǒng)模式的保護(hù)配置模式下，從被保護(hù)的對(duì)象出發(fā)，實(shí)施更加具有針對(duì)性的保護(hù)方案。例如，我國(guó)某地區(qū)智能變電站優(yōu)化配置部門的工作人員，在實(shí)際的組織和管理工作中，應(yīng)用了常規(guī)化配置策略，對(duì)母線、線路和變壓器設(shè)備等，都進(jìn)行了保護(hù)，具體的操作模式，如圖1所示。

與傳統(tǒng)的保護(hù)模式相比，此種方式在具體的操作環(huán)節(jié)，可以達(dá)到較為準(zhǔn)確的計(jì)算效果，同時(shí)主變隔離的合并單元可以保持相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)。保護(hù)裝置應(yīng)用了測(cè)控采集到的開入信息和跳閘信息，借助GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，提高了保護(hù)工作的及時(shí)性和有效性[2]。

2.2 系統(tǒng)化配置策略

在智能變電站設(shè)計(jì)和新型通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)發(fā)展的背景下，新建的智能變電站，基本上都實(shí)現(xiàn)了一次設(shè)備的智能化與二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。所以，將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為依托，可以提高智能變電站保護(hù)配置方案的有效性。例如，我國(guó)某地區(qū)的電力系統(tǒng)供配電管理部門的工作人員，對(duì)不同的智能變電站制定了不同的保護(hù)配置策略，將多套保護(hù)配置方案集中起來，形成智能變電站系統(tǒng)化的配置方案。同時(shí)，針對(duì)不同電壓等級(jí)，也應(yīng)用了不同的配置方案。針對(duì)10kV和35kV的電壓等級(jí)，明確判斷了電壓等級(jí)間隔較多的特點(diǎn)，應(yīng)用了光纜直接連接的方式，在系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)，配置了大量的接口，借助合并單元經(jīng)由交換機(jī)，傳輸?shù)奖Ｗo(hù)系統(tǒng)當(dāng)中。針對(duì)110kV和220kV電壓等級(jí)，在每個(gè)間隔單元，配置了兩臺(tái)合并單元。將第一套合并單元通過光纜對(duì)應(yīng)到第一套保護(hù)連接之中，將第二套合并單元與第二套系統(tǒng)相互連接。

2.3 人工神經(jīng)元保護(hù)策略

將人工神經(jīng)元保護(hù)策略應(yīng)用到智能變電站的繼電保護(hù)工作中時(shí)，工作人員要重點(diǎn)關(guān)注到，系統(tǒng)特征量的選取。對(duì)勵(lì)磁涌流和故障電流進(jìn)行區(qū)別的方法多種多樣，在應(yīng)用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模的過程中，只需要提取那些規(guī)律性較強(qiáng)的特征量，作為輸入的信息內(nèi)容。例如，我國(guó)某地區(qū)的智能變電站保護(hù)工作人員，利用MATLAB中的Powergui模塊FFT Anaysis，對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的勵(lì)磁涌流的波形進(jìn)行了分析。通過此種方式，了解到了智能變電站中，勵(lì)磁涌流產(chǎn)生的主要原因?yàn)榍谐獠抗收嫌苛?、空載合閘涌流。當(dāng)人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的輸出值與期望值相近時(shí)，系統(tǒng)可以對(duì)智能變電站起到量良好的保護(hù)作用。因此，此種方法有效地克服了常規(guī)保護(hù)和傳統(tǒng)智能變電站保護(hù)工作中的缺陷，可以對(duì)智能變電器處于勵(lì)磁涌流的狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)判斷，進(jìn)而更為正確地識(shí)別變壓器所處的各種狀態(tài)，提高對(duì)的智能變電站保護(hù)能力。

3 總 結(jié)

綜上所述，在我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，國(guó)內(nèi)智能變電站的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)出了高效便捷和自動(dòng)靈活的特點(diǎn)。智能變電站保護(hù)工作的優(yōu)勢(shì)，也逐漸突顯出來。相關(guān)領(lǐng)域的工作人員，在規(guī)劃和設(shè)定智能變電站應(yīng)用策略時(shí)，分別設(shè)計(jì)了常規(guī)化的配置策略和系統(tǒng)化的配置策略。而且還研究了人工神經(jīng)元的保護(hù)策略，在原有的基礎(chǔ)上，全面地提升了系統(tǒng)的保護(hù)配置方案，優(yōu)化了智能變電站保護(hù)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]馮學(xué)敏.智能變電站就地化保護(hù)配置方案研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（32）：48～49.

[2]高朝輝.基于智能變電站的繼電保護(hù)配置方案分析[J].黑龍江科技信息，2014（34）：18～19.

收稿日期：2018-8-3