智能電網(wǎng)背景下的繼電保護(hù)新技術(shù)分析

高虹霞

摘要：目前，我國(guó)智能電網(wǎng)正處于不斷拓展和創(chuàng)新的過(guò)程中，在電力建設(shè)和系統(tǒng)維護(hù)方面的技術(shù)研究逐漸成熟，在生活中的應(yīng)用也更加穩(wěn)定。在此期間，繼電保護(hù)裝置在電網(wǎng)智能化發(fā)展過(guò)程中占有不可替代的地位，并根據(jù)其獨(dú)特的智能化和信息化優(yōu)勢(shì)，得到了更好的用戶反饋，也為如何更穩(wěn)定地發(fā)展和運(yùn)行電網(wǎng)提供了保障。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，使新時(shí)期的用電更加合理、科學(xué)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)各級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化信息獨(dú)立處理的發(fā)展目標(biāo)。自智能電網(wǎng)發(fā)展以來(lái)，繼電保護(hù)技術(shù)是不可替代且仍在使用的技術(shù)，在新時(shí)期也面臨著新的挑戰(zhàn)。因此，目前的繼電保護(hù)技術(shù)也需要深入變革，為后續(xù)工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);繼電保護(hù);新技術(shù);分析

1有關(guān)智能電網(wǎng)的相關(guān)使用介紹

1.1智能電網(wǎng)應(yīng)用特征

目前，雖然我國(guó)用電量狀況良好，但智能電網(wǎng)的實(shí)施和使用仍處于初級(jí)階段，相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略仍在制定過(guò)程中。并積累了相關(guān)研究人員對(duì)該技術(shù)的理論支持，為該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從智能電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展特點(diǎn)來(lái)看，其主要性能可分為以下幾點(diǎn)：一是對(duì)外部干擾具有較強(qiáng)的防御影響，智能電網(wǎng)在敷設(shè)過(guò)程中將增加相應(yīng)的傳感器設(shè)施配置，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)外部情況的連續(xù)觀測(cè)，如果受到外部干擾的影響，還會(huì)做自動(dòng)報(bào)警，將干干擾盡量減少;其次，智能電網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)在線，具有持續(xù)的安全評(píng)估和分析能力，并能在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)隔離故障診斷，同時(shí)系統(tǒng)能自我恢復(fù)。智能電網(wǎng)還具有很強(qiáng)的兼容性，支持可再生能源的有序合理干預(yù)，適應(yīng)分布式電源和微電網(wǎng)的接入，使用戶之間的通信和互動(dòng)更加高效，滿足用戶的需求。而且，智能電網(wǎng)更加經(jīng)濟(jì)，能夠合理配置資源，進(jìn)一步提高電力資源利用率，降低電力消耗，降低運(yùn)行維護(hù)成本。

1.2智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的組成

智能電網(wǎng)之所以能夠取代傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)計(jì)，重要原因在于發(fā)電和供電方式的不同，以及繼電保護(hù)裝置的不同。根據(jù)目前智能電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)裝置也需要逐步提高其技術(shù)性，實(shí)時(shí)更新網(wǎng)絡(luò)信息，并將信息技術(shù)引入其中，才能在電力領(lǐng)域的發(fā)展中走得更遠(yuǎn)。此外，智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)需要依靠傳感器，電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行需要處于監(jiān)測(cè)狀態(tài)，才能進(jìn)行高效的信息處理和問(wèn)題分析。除了屏蔽外部干擾因素外，智能電網(wǎng)繼電保護(hù)還具有緊急故障應(yīng)力設(shè)置，防止大規(guī)模停電，用戶電力系統(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行。

1.3對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的新要求

我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展推動(dòng)了繼電保護(hù)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，為我國(guó)電網(wǎng)工作提供了更多的安全保障。此外，由于智能電網(wǎng)自愈能力強(qiáng)的特點(diǎn)，智能電網(wǎng)已成為我國(guó)建設(shè)工作的重要組成部分。因此，在智能電網(wǎng)的故障自動(dòng)維護(hù)和診斷過(guò)程中，需要具備自動(dòng)修復(fù)的能力，以避免出現(xiàn)較大面積的斷片。

2智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)問(wèn)題

2.1保護(hù)范圍有待明確

目前，雖然電力企業(yè)發(fā)展速度明顯加快，但智能電網(wǎng)技術(shù)仍需進(jìn)一步推廣。我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中仍有許多傳統(tǒng)電網(wǎng)，限制了繼電保護(hù)的應(yīng)用范圍。繼電保護(hù)技術(shù)的使用范圍尚未明確，繼電保護(hù)的應(yīng)用仍需不斷完善。在這個(gè)過(guò)程中，仍然存在保護(hù)不及時(shí)、不到位的問(wèn)題。因此，應(yīng)積極優(yōu)化和改進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)。

2.2保護(hù)力度有待增強(qiáng)

近年來(lái)，我國(guó)高度重視電力工業(yè)發(fā)展，智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)不斷改革和完善。但是，一些企業(yè)過(guò)于注重短期利益，在電網(wǎng)建設(shè)中動(dòng)作過(guò)快，忽視了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，也存在著繼電保護(hù)技術(shù)不能滿足智能電網(wǎng)建設(shè)要求的問(wèn)題。當(dāng)智能電網(wǎng)引入和應(yīng)用新技術(shù)時(shí)，上述風(fēng)險(xiǎn)的可能性大大增加。為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免巨大的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)合理使用繼電保護(hù)技術(shù)。

2.3保護(hù)設(shè)備有待完善

繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)運(yùn)行中起著重要作用，繼電保護(hù)裝置也是智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。隨著智能電網(wǎng)環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)的變化，繼電保護(hù)設(shè)備也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在這里，智能電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備提出了更加嚴(yán)格和詳細(xì)的要求。電力企業(yè)需要結(jié)合繼電保護(hù)技術(shù)和智能電網(wǎng)發(fā)展的基本情況，采購(gòu)符合技術(shù)要求的繼電保護(hù)技術(shù)。同時(shí)，要高度重視保護(hù)裝置的性能，確保繼電保護(hù)的效果。當(dāng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)明顯運(yùn)行故障時(shí)，應(yīng)采取有效措施及時(shí)處理。充分了解智能電網(wǎng)的環(huán)境和繼電保護(hù)技術(shù)的基本情況對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的保護(hù)具有重要意義。

2.4繼電保護(hù)裝置范圍尚不明確

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，智能電網(wǎng)的擴(kuò)展范圍仍需擴(kuò)大，許多地區(qū)的電網(wǎng)仍采用傳統(tǒng)模式，繼電保護(hù)管理范圍模糊，阻礙了智能繼電保護(hù)的發(fā)展。在過(guò)渡發(fā)電中，由于電網(wǎng)互聯(lián)的復(fù)雜性，從繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中提取的信息不夠清晰，影響了繼電保護(hù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。存在保護(hù)延時(shí)問(wèn)題，不能滿足當(dāng)前智能電網(wǎng)的基本要求。

3智能電網(wǎng)背景下繼電保護(hù)技術(shù)分析

3.1智能傳感技術(shù)

智能傳感器技術(shù)具有繼電保護(hù)信息采集方便、可靠等優(yōu)點(diǎn)，為繼電保護(hù)發(fā)揮作用提供了支持。例如，變壓器的保護(hù)是基于傳感器技術(shù)的。在變壓器本體、一次側(cè)和二次側(cè)設(shè)置智能傳感器。根據(jù)不同的用途，傳感器也不同。一般有振動(dòng)、溫度、液位和流量傳感器，可以對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)和控制。在一次側(cè)和二次側(cè)安裝振動(dòng)傳感器以檢測(cè)位移。在變壓器本體上安裝振動(dòng)傳感器檢測(cè)位移，安裝溫度傳感器檢測(cè)溫度，安裝液位傳感器檢測(cè)油位位置，安裝流量傳感器檢測(cè)氣液流量。一、二次振動(dòng)傳感器會(huì)受到冰凍、雨水等外界環(huán)境的影響，可能導(dǎo)致判斷錯(cuò)誤。由于地震等惡劣環(huán)境的影響，人體上的傳感器也會(huì)產(chǎn)生監(jiān)測(cè)誤差。因此，在智能電網(wǎng)背景下，需要全面收集輸電線路、發(fā)電機(jī)、變壓器等信息，有效監(jiān)控繼電保護(hù)裝置和線路，準(zhǔn)確定位故障位置，系統(tǒng)調(diào)試和檢查繼電保護(hù)裝置，以減少誤操作或損壞操作。

3.2超高壓交直流混輸技術(shù)

“三橫三縱”電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形成后，特高壓交直流混合輸電技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。特高壓應(yīng)用后，電網(wǎng)在故障期間的暫態(tài)特性更加明顯。電網(wǎng)的非周期分量衰減逐漸減緩，增加了諧波分量，從而提高了繼電保護(hù)變壓器的性能要求。智能電網(wǎng)下的繼電保護(hù)變壓器能夠有效地處理特高壓交直流混合輸電技術(shù)中的濾波和諧波分量。此外，特高壓交直流混合輸電系統(tǒng)的暫態(tài)特性更加復(fù)雜，使得諧波作為基礎(chǔ)的應(yīng)用更加困難。特高壓交直流混合輸電技術(shù)的應(yīng)用，也帶來(lái)了特高壓長(zhǎng)線串補(bǔ)等新的技術(shù)問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，有必要在智能電網(wǎng)背景下，采用更加合理的非線性元件等加強(qiáng)交直流線路保護(hù)的方式。

3.3電力電子元件的應(yīng)用

電力電子元件如功率整流器、晶閘管、功率靜態(tài)感應(yīng)晶體管等在智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。在繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)中，為了避免電力電子元件開(kāi)關(guān)頻率過(guò)大而引起的大量諧波影響電網(wǎng)的運(yùn)行，需要更多的考慮，特別是在直流線路中。行波信號(hào)的不穩(wěn)定性在直流線路的中邊界模、交流輸電系統(tǒng)的柔性元件和波速的影響下非常突出，必須加以解決。電力電子元件的應(yīng)用對(duì)提高電能質(zhì)量和電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)起著重要作用，其技術(shù)是在智能電網(wǎng)的背景下發(fā)展起來(lái)的。

3.4新能源并網(wǎng)

智能電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)主要特點(diǎn)是可再生清潔能源的獲取和使用，包括水能、風(fēng)能和光伏能源。新能源因其資源豐富、環(huán)境污染低、可再生等特點(diǎn)，已成為緩解能源危機(jī)的一種手段。但由于新能源來(lái)源不穩(wěn)定，開(kāi)發(fā)技術(shù)不成熟，也影響了智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行和電能質(zhì)量。以風(fēng)能為例，不同的風(fēng)能接入點(diǎn)、不同的接入方式、不同的工作條件，都會(huì)影響電流的運(yùn)行。因此，繼電保護(hù)裝置在接入新能源時(shí)，應(yīng)充分考慮各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)電網(wǎng)安全性能隱患大，功能性差。智能電網(wǎng)的普及，不僅可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)故障，及時(shí)維護(hù)故障，減少影響，而且可以降低傳統(tǒng)電網(wǎng)維護(hù)的成本消耗，提高整體的性價(jià)比。在維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行方面，繼電保護(hù)是維護(hù)其安全運(yùn)行的重要設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家越來(lái)越重視電力建設(shè)。為服務(wù)社會(huì)發(fā)展，需要更多的節(jié)能、環(huán)保、安全設(shè)備。在這一背景的影響下，智能電網(wǎng)不斷更新和完善。繼電保護(hù)也需要緊跟步伐，創(chuàng)新先進(jìn)技術(shù)，維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，有必要加強(qiáng)新型繼電保護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，促進(jìn)智能電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。

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