智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的分析

鐘一鳴

（吉林省送變電工程有限公司，吉林 長(zhǎng)春130000）

本文對(duì)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，闡述影響智能電網(wǎng)繼電保護(hù)建設(shè)的問題，針對(duì)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)革新提出針對(duì)性的措施，總結(jié)提高智能電網(wǎng)繼電保護(hù)裝備穩(wěn)定性、兼容性和高效性的辦法，從而推動(dòng)和支持繼電保護(hù)的快速發(fā)展，提高智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的整體有效性。

1 智能電網(wǎng)環(huán)境中繼電保護(hù)技術(shù)

1.1 單元件保護(hù)技術(shù)

單元件保護(hù)技術(shù)是智能電網(wǎng)環(huán)境下主流的繼電保護(hù)技術(shù)，它主要以直流線路、變壓器和發(fā)電機(jī)保護(hù)為主。這種保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)元件的改良，采用了新的繼電保護(hù)原理，可以適應(yīng)智能化的供電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，符合智能電網(wǎng)的供電需要。適應(yīng)交直流線路的繼電保護(hù)單元件保護(hù)技術(shù)減少了故障測(cè)量的衰減，消除了選相失敗的風(fēng)險(xiǎn)，減少了主保護(hù)行波的制約，能夠在多種傳感器的輔助下解決變壓器勵(lì)磁通流識(shí)別不足的問題?；谛碌脑骷梢约皶r(shí)的進(jìn)行故障分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。單元件保護(hù)技術(shù)還可以解決匝間短路的問題，能夠精準(zhǔn)化的校驗(yàn)電網(wǎng)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)了整定計(jì)算，做到了對(duì)超大容量機(jī)組的全面保護(hù)，電元件保護(hù)技術(shù)配合智能傳感技術(shù)提高了技術(shù)設(shè)備的實(shí)用性，降低了繼電保護(hù)技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到了科學(xué)化和全面化繼電保護(hù)的目標(biāo)。

1.2 廣域保護(hù)技術(shù)

廣域保護(hù)的方式可以進(jìn)一步收集與故障有關(guān)的多點(diǎn)、多類型信息。廣域保護(hù)技術(shù)是繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要技術(shù)手段，它可以在綜合判斷各種信息的基礎(chǔ)上制定跳閘策略，針對(duì)性的消除跳閘擾動(dòng)，防止出現(xiàn)母線全停等風(fēng)險(xiǎn)，減少因?yàn)榫植慷搪吩斐傻南到y(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。廣域保護(hù)技術(shù)具體良好的開放/閉鎖保護(hù)等功，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)全局的控制，更好的滿足了智能電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的設(shè)備需要。智能電網(wǎng)廣域保護(hù)技術(shù)具有集中式、IED 分布式、站域集中和區(qū)域分布配合三中模式，這三種模式可以廣泛的適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的需要。隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，同步電氣量的故障元件識(shí)別方法也被廣泛應(yīng)用，新算法更好的適應(yīng)了智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的技術(shù)需要?？傊瑥V域繼電保護(hù)技術(shù)可以推動(dòng)智能電網(wǎng)管理的自動(dòng)化控制，有助于自動(dòng)化保證電網(wǎng)的安全性。依靠廣域技術(shù)的強(qiáng)大保護(hù)能力和自適應(yīng)判斷能力，做到了對(duì)電網(wǎng)問題的深刻診斷分析，滿足了未來(lái)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的需要，適應(yīng)復(fù)雜超大規(guī)模智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)需要。

2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)存在的問題

2.1 大電網(wǎng)問題

超大電網(wǎng)的出現(xiàn)，我國(guó)供電體系不完善，電能負(fù)荷整體逆向分布的現(xiàn)實(shí)，使得我國(guó)西北地區(qū)用電負(fù)荷較小，東部以及中南部地區(qū)的用電負(fù)荷較大，目前我國(guó)能源配置體系還有待進(jìn)一步優(yōu)化，在這種現(xiàn)實(shí)情況下遠(yuǎn)距離的交直流混合輸電的方式使得線路應(yīng)用率較高，直流系統(tǒng)之間的相互耦合作用明顯，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)和現(xiàn)有的初級(jí)智能繼電保護(hù)裝置難以實(shí)現(xiàn)有效的電氣控制，交直流耦合時(shí)存在嚴(yán)重的電網(wǎng)污染現(xiàn)象，這給智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)提出了較大的挑戰(zhàn)。

2.2 設(shè)備保護(hù)缺失

智能電網(wǎng)背景下還缺乏更先進(jìn)的保護(hù)設(shè)備，繼電保護(hù)工作存在著保護(hù)設(shè)備更新速度較慢的問題。隨著智能電網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用，為了進(jìn)一步發(fā)揮繼電保護(hù)的基礎(chǔ)作用，智能電網(wǎng)還要優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，從而充分的保證繼電保護(hù)工作的順利開展，發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的積極作用。例如，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化改良時(shí)，還要對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行采樣處理，提高繼電保護(hù)系統(tǒng)適應(yīng)性，及時(shí)的消除設(shè)備限制因素。目前基層繼電保護(hù)設(shè)備的更新速度較慢，基礎(chǔ)零件的質(zhì)量較低，繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)動(dòng)還要付出較大成本。

2.3 配電網(wǎng)發(fā)展較慢

目前我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)的整體建設(shè)水平落后，局地缺乏基礎(chǔ)配電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)施設(shè)備，大部分電力供電企業(yè)還只能采用電力單向供應(yīng)的消費(fèi)模式，電網(wǎng)與用戶之間缺乏有效的交流聯(lián)系機(jī)制。一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息未能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳遞匯總，因聯(lián)絡(luò)不足導(dǎo)致的配電網(wǎng)負(fù)荷較大，峰谷差額較大，有些地方的階段性用電負(fù)荷率較低。與此同時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)的投資較高，未能達(dá)到有效節(jié)約使用電能的效果，智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)水平較低。當(dāng)前需要建立一個(gè)更加直觀開放的電網(wǎng)與用戶之間的信息交流平臺(tái)，為電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的良好運(yùn)行提供適合的數(shù)據(jù)供應(yīng)基礎(chǔ)。電網(wǎng)系統(tǒng)消退及時(shí)的反饋用戶的意見，適當(dāng)?shù)膶?duì)電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配，尤其適當(dāng)?shù)囊M(jìn)可再生能源，從而達(dá)到降低負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)電能的交互供應(yīng)，保證智能電網(wǎng)運(yùn)動(dòng)與管理安全性的目標(biāo)。

3 智能電網(wǎng)背景下繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的構(gòu)成

智能電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置是有本質(zhì)差別的，目前智能電網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)主要采用是的是交互式的供電模式，這種模式對(duì)繼電保護(hù)提出更高的要求。首先，智能電網(wǎng)要求提高繼電保護(hù)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)能力，能夠運(yùn)用各種傳感器對(duì)供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)化的全面監(jiān)督，加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的整體控制水平。其次，還要提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的共享傳輸能力，能夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的將各種基層供電數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，在整合數(shù)據(jù)的過程中實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)判斷。最后，智能供電網(wǎng)絡(luò)還要對(duì)供電故障因素進(jìn)行精準(zhǔn)的分析，對(duì)故障原因進(jìn)行差別化的識(shí)別，從而指導(dǎo)自動(dòng)修復(fù)的順利進(jìn)行，最大限度的保證網(wǎng)絡(luò)供電有效性。例如，通過自動(dòng)感應(yīng)元器件做出跳閘反應(yīng)，并且及時(shí)將故障隔離，有效避免大面積停電現(xiàn)象。

3.2 繼電保護(hù)創(chuàng)新著眼點(diǎn)

智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)全面鋪開，繼電保護(hù)裝置智能化勢(shì)在必行，傳統(tǒng)的電能輸送體系正在逐步的發(fā)生變革。在這種形勢(shì)下，電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)當(dāng)具有信息化、智能化、科學(xué)化特點(diǎn)，需要對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行有效創(chuàng)新，根據(jù)實(shí)際情況找到繼電保護(hù)改革的著眼點(diǎn)，做到因地制宜的更新繼電保護(hù)智能化設(shè)備，保障供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。首先，大力引進(jìn)數(shù)字化的繼電保護(hù)技術(shù)設(shè)備，重點(diǎn)提高繼電保護(hù)數(shù)據(jù)信息的收集能力?；鶎庸╇姴块T可以圍繞著改進(jìn)互感器引進(jìn)數(shù)字化設(shè)備，不斷提高基礎(chǔ)供電數(shù)據(jù)信息的收集能力，從而保證供電穩(wěn)定性，達(dá)到高效進(jìn)行供電的目標(biāo)。其次，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的供電數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，促進(jìn)智能化變電站的快速推廣，做到變電控制信息的全面共享，改變傳統(tǒng)的繼電數(shù)據(jù)信息的傳遞機(jī)制，拓展繼電管理數(shù)據(jù)信息的傳輸途徑。第三，基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)報(bào)送與有效傳遞，第一時(shí)間調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)，依靠可移動(dòng)設(shè)備下發(fā)維修指令，提高電網(wǎng)的維護(hù)速度，重點(diǎn)強(qiáng)化基層維修人員的智能維修設(shè)備配置率。第四，智能電網(wǎng)的管理還要提高設(shè)備的可靠性，應(yīng)當(dāng)依靠先進(jìn)的傳感器實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的有效收集，運(yùn)用靈敏度高的傳感器提高設(shè)備控制的自動(dòng)化水平，達(dá)到繼電保護(hù)變革的目標(biāo)。

4 結(jié)論

打造能電網(wǎng)已經(jīng)成為時(shí)代趨勢(shì)，我國(guó)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)應(yīng)當(dāng)具有智能化思維，運(yùn)用智能化的繼電保護(hù)技術(shù)提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。在智能化背景下應(yīng)當(dāng)持續(xù)性更新繼電保護(hù)技術(shù)設(shè)備，加大繼電保護(hù)管理相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集與分析工作力度，提高繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化控制能力，優(yōu)化智能繼電保護(hù)技術(shù)的構(gòu)成，在提高可靠性、實(shí)時(shí)性、科學(xué)性的基礎(chǔ)上推動(dòng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展。