智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)研究

陳峰

摘要：在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的現(xiàn)階段，環(huán)境問(wèn)題和能源消耗問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平提高的重要因素，在實(shí)施可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排戰(zhàn)略的背景之下，智能電網(wǎng)的概念也應(yīng)運(yùn)而生。其具有經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)高效和安全可靠的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在減少系統(tǒng)故障等方面發(fā)揮出了巨大的作用。然而，繼電保護(hù)系統(tǒng)中存在的實(shí)際問(wèn)題對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展起到了一定的阻礙作用，如何構(gòu)建面向智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的問(wèn)題。

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

0背景

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的現(xiàn)階段，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)走上了信息化發(fā)展的道路，對(duì)于電力行業(yè)也是如此，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)與電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有機(jī)的結(jié)合，使得我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)朝著智能化的方向發(fā)展。智能電網(wǎng)的構(gòu)建實(shí)際上就是將科學(xué)技術(shù)、可再生能源和傳統(tǒng)電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)了結(jié)合，從而提高電能的傳輸效率和質(zhì)量。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)使得產(chǎn)電、供電、電力運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的問(wèn)題都實(shí)現(xiàn)了較好的解決，但是由于受到各種因素的影響，使得其中的繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)方面還存在著一些實(shí)際問(wèn)題，因此，要對(duì)智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建予以高度的重視。

1智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展概述

對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)中所使用的傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)的建立是能夠提前實(shí)現(xiàn)對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，將需要進(jìn)行保護(hù)的電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)較好的連接，將剛性結(jié)構(gòu)作為支撐，這種做法在一定程度上雖然能夠?qū)﹄娏υO(shè)備實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)，但是對(duì)于一些突發(fā)性的故障而言則無(wú)法實(shí)現(xiàn)較好的適應(yīng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)新的信息通道的自動(dòng)尋找，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)出現(xiàn)故障的線路進(jìn)行自動(dòng)的恢復(fù)和縱聯(lián)保護(hù)，其適應(yīng)能力還有待加強(qiáng)。由此看來(lái)，我國(guó)智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)所具有的自行診斷和恢復(fù)等功能在目前還處于初級(jí)的發(fā)展階段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的自動(dòng)轉(zhuǎn)移和對(duì)故障的自動(dòng)恢復(fù)。

2智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)

2.1繼電保護(hù)重構(gòu)技術(shù)

智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)也與傳統(tǒng)電網(wǎng)應(yīng)用的繼電保護(hù)技術(shù)有所不同，而最大的區(qū)別就在于智能電網(wǎng)應(yīng)用的繼電保護(hù)技術(shù)要求就是系統(tǒng)重構(gòu)。之所以在智能電網(wǎng)環(huán)境下使用的繼電保護(hù)技術(shù)有著全新的要求，是由于目前我國(guó)應(yīng)用的智能電網(wǎng)內(nèi)部應(yīng)用了許多不同于傳統(tǒng)電網(wǎng)的、全新的裝置和程序，所以，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)已然不能滿足這些裝置的應(yīng)用，所以需要對(duì)網(wǎng)路進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)。而進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)能夠保證電網(wǎng)的線路在結(jié)構(gòu)和性能上發(fā)生變化，從而保證在智能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過(guò)程中，各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行能夠更加穩(wěn)固，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下可以有著更高的安全保障。

2.2繼電保護(hù)廣域保護(hù)技術(shù)

重視智能電網(wǎng)在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的廣域保護(hù)是非常關(guān)鍵的。之所以應(yīng)該重視廣域保護(hù)，是由于廣域保護(hù)能夠保證電網(wǎng)傳輸?shù)男畔⒏痈咝Ш图皶r(shí)地送達(dá)到相應(yīng)的系統(tǒng)中，因此，實(shí)施保護(hù)就是確保信息正常輸送的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，智能電網(wǎng)所包括的系統(tǒng)中包含許多不同類型的信息和數(shù)據(jù)，如果能夠保證繼電保護(hù)的實(shí)際配置方式有所改變，那么就能夠保證提升電網(wǎng)運(yùn)行水平的同時(shí)還能夠提升電網(wǎng)的運(yùn)行能力。

2.3繼電保護(hù)單元件保護(hù)

重視單原件保護(hù)就是重視智能電網(wǎng)中電氣設(shè)備的應(yīng)用效率。所謂的單原件保護(hù)就是保護(hù)智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮主要作用的電氣設(shè)備，而這些設(shè)備的應(yīng)用情況會(huì)直接影響到智能電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，所以，重視單原件保護(hù)非常關(guān)鍵。目前，常見(jiàn)的電氣設(shè)備有變壓器、發(fā)電機(jī)組、交流線路、直流線路等。在實(shí)際操作過(guò)程中，遇到的最主要問(wèn)題就是如何提升傳統(tǒng)的單原件保護(hù)效率，從而應(yīng)用在智能電網(wǎng)中能夠起到更好的效果。一般情況下，主要的保護(hù)重點(diǎn)是勵(lì)磁涌流的識(shí)別，正是由于勵(lì)磁涌流多種多樣而且容易混淆，同時(shí)還具有隨機(jī)性以及非線性等特點(diǎn)，所以，只要把握好勵(lì)磁涌流的保護(hù)工作，就能夠很好地掌握單原件保護(hù)力度和進(jìn)度。

3智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的發(fā)展要點(diǎn)

3.1繼電保護(hù)的數(shù)字化發(fā)展

就目前來(lái)看，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中融合了大量的數(shù)字技術(shù)。因此對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化時(shí)也應(yīng)朝向數(shù)字化發(fā)展，結(jié)合數(shù)字化傳感裝置增加電網(wǎng)通訊系統(tǒng)的信號(hào)傳輸渠道，并有效降低了原有傳感器中易出現(xiàn)測(cè)量誤差等問(wèn)題，提升了傳感器的的運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性。不僅如此，在繼電保護(hù)裝置朝向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，也應(yīng)將原有傳感器中的輔助功能進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化與加強(qiáng)。

3.2繼電保護(hù)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化

隨著科技的迅速發(fā)展，我國(guó)建設(shè)了大規(guī)模的數(shù)字化變電站，將其進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，促使智能電網(wǎng)下的繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展也日趨網(wǎng)絡(luò)化，使智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了信息共享，信息的傳遞也更加的及時(shí)準(zhǔn)確。這兩個(gè)方面的進(jìn)步：建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化的變電站促使繼電保護(hù)信息共享得到實(shí)現(xiàn)，由于變電站所有設(shè)備都是緊密相連的，有利于繼電保護(hù)范圍的拓展。繼電保護(hù)人員利用網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中的數(shù)字接口，將繼電保護(hù)信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使整個(gè)智能電網(wǎng)得到更好的監(jiān)管與控制，使電網(wǎng)運(yùn)行效率與準(zhǔn)確性得到保障。

3.3自動(dòng)化發(fā)展方向

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是當(dāng)前科技發(fā)展重點(diǎn)目標(biāo)之一。就目前的情況來(lái)看，當(dāng)前智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)仍只實(shí)現(xiàn)了對(duì)已設(shè)定好的被保護(hù)線路的保護(hù)和控制，而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)于其他線路的保護(hù)與控制，即繼電保護(hù)技術(shù)的覆蓋范圍十分有限，且其保護(hù)整定值也具有一定程度的偏差和不足。要解決當(dāng)前存在的一系列問(wèn)題，需要對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)其整定自動(dòng)化，除了對(duì)電力系統(tǒng)中的被保護(hù)線路進(jìn)行有效的保護(hù)與控制外，還要對(duì)系統(tǒng)中所有的運(yùn)行信息進(jìn)行有效的采集和整合，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大繼電保護(hù)技術(shù)的保護(hù)范圍，提高其影響力，同時(shí)還要增強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)的協(xié)同性，確保其對(duì)于智能電網(wǎng)的保護(hù)效果能夠及時(shí)準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)。

4值得關(guān)注的繼電保護(hù)相關(guān)問(wèn)題

近年來(lái)，由于信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)專業(yè)得到了較大的發(fā)展，繼電保護(hù)裝置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本滿足。我國(guó)繼電保護(hù)在原理上能夠滿足我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的要求。智能電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn)，信息化和數(shù)字化的特征使智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別，作為繼電保護(hù)專業(yè)，也需要適應(yīng)其發(fā)展，進(jìn)行相關(guān)的研究工作。

4.1利用數(shù)字化提高保護(hù)性能

互感器傳輸性能的提高和互感器故障的減少使繼電保護(hù)不需要再考慮電流互感器飽和、二次回路斷線、二次回路接地等互感器故障問(wèn)題。電氣量信息傳輸?shù)恼鎸?shí)性也為繼電保護(hù)裝置性能的提高帶來(lái)了便利條件。如何簡(jiǎn)化繼電保護(hù)的輔助功能，利用數(shù)字化傳感器提高繼電保護(hù)的整體性能，是未來(lái)繼電保護(hù)發(fā)展需要研究的核心問(wèn)題。

4.2網(wǎng)絡(luò)化將改變繼電保護(hù)的配置形態(tài)

基于IEC61850網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化變電站改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)信息獲取和信號(hào)發(fā)送的媒介，利用網(wǎng)絡(luò)上共享的站內(nèi)其它相關(guān)電氣元件的信息提高主保護(hù)的性能，利用共享的控制信號(hào)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置，是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)研究的前沿性問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)化帶來(lái)共享信息的同時(shí)，也帶來(lái)基于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目煽啃院桶踩詥?wèn)題。與傳統(tǒng)二次電纜的傳輸方式不同，控制信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性必須得到保證。

5結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)階段智能化信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用使得智能電網(wǎng)也實(shí)現(xiàn)了較大程度的進(jìn)步，向著更加穩(wěn)定和安全的方向?qū)崿F(xiàn)發(fā)展。繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)于智能電網(wǎng)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生直接的影響，在充分的認(rèn)識(shí)到繼電保護(hù)系統(tǒng)重要性和把握繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)功能的齊全，對(duì)電力系統(tǒng)中存在的故障問(wèn)題能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)的檢測(cè)和及時(shí)的維修，從而保證智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率，最終推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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