智能電網(wǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)的研究與探討

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局 宋 慶

所謂的智能電網(wǎng)環(huán)境，就是在傳統(tǒng)的電網(wǎng)基礎(chǔ)上運(yùn)用最先進(jìn)的控制技術(shù)和最新的儀器設(shè)備，借助傳感器對電網(wǎng)進(jìn)行全方面的檢測，將得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)智能系統(tǒng)中進(jìn)行判定，以此來保障電網(wǎng)可以正常的運(yùn)行，減少電網(wǎng)的安全隱患，將經(jīng)濟(jì)效益提升到最大的限度內(nèi)。完整的電力系統(tǒng)應(yīng)由發(fā)電、輸電、配電和用電四個方面進(jìn)行組合，目前我國的發(fā)電系統(tǒng)逐漸在增加，在不同電網(wǎng)環(huán)境中的保護(hù)系統(tǒng)也不盡相同，目前風(fēng)力和太陽能是常見發(fā)電系統(tǒng)之一，傳統(tǒng)電磁繼電式保護(hù)和電子式靜態(tài)繼電保護(hù)裝置已不再適用于目前的階段，新型電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的研發(fā)迫在眉睫。

1 電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)的研究現(xiàn)狀

高級電力設(shè)備的研究。在智能電網(wǎng)中高級電力設(shè)備有著極為重要的作用，在最新型的電力設(shè)備中都有廣泛的應(yīng)用，如在電力電子技術(shù)、超導(dǎo)體技術(shù)、儲存電能技術(shù)、微電子傳感技術(shù)等方面都有所設(shè)計，高級電力設(shè)備能在一定程度上幫助電力輸出更大的電流，實(shí)現(xiàn)電流輸送的穩(wěn)定性和保證電流的質(zhì)量和效力。在智能電網(wǎng)的普及應(yīng)用下，特高壓、太陽能和風(fēng)能等自然能源被加以利用和儲存，在這些電能儲存的過程中需有高級電力設(shè)備的加持，在這樣的技術(shù)下才能保證能源可以被更好地儲存起來并加以利用[1]。

傳輸感應(yīng)與檢測技術(shù)。在高級電力設(shè)備檢測到電流的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)后，通過傳輸感應(yīng)器將電流的各種數(shù)據(jù)輸送到智能電網(wǎng)的各個區(qū)域內(nèi)。在電力公司的發(fā)展過程中，實(shí)施的電流檢測可幫助工作人員更好地掌握電流的使用情況和安全情況，及時了解電力的各種信息，包電站中的電子設(shè)備和輸電線路的實(shí)時狀態(tài)。

新型通訊技術(shù)。智能電網(wǎng)的存在有很大部分的原因是依靠信息數(shù)據(jù)的采集，在全方面的電流保護(hù)和可行性的判斷之下進(jìn)行有效地輸電控制，在這樣的基礎(chǔ)之下而形成的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，因此信息通訊技術(shù)在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中有著至關(guān)重要的地位和作用，是智能電網(wǎng)系統(tǒng)形成的基礎(chǔ)保障和必要條件。

新型的控制技術(shù)。是通過特定的信息計算方法對電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行計算和分析，通過預(yù)測的方法對電網(wǎng)可能會出現(xiàn)的狀況進(jìn)行分析和計算，提前將可能會發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)測，并對出現(xiàn)的問題作出相應(yīng)的應(yīng)急策略，以此來保障電網(wǎng)在突發(fā)情況下的正常運(yùn)行，更好的實(shí)現(xiàn)電能的質(zhì)量和電網(wǎng)的最大效益[2]。

2 在智能電網(wǎng)下電力保護(hù)的新技術(shù)策略

2.1 整合電網(wǎng)系統(tǒng)

在智能電網(wǎng)應(yīng)用過程中要整合當(dāng)前有效的環(huán)保新能源，利用科技手段將自然的力量變成可再生的資源，目前太陽能源和風(fēng)能的運(yùn)用比較廣泛且是當(dāng)前發(fā)展形勢最好的新型能源。但同時，在現(xiàn)階段的能源發(fā)展中仍存在一些難以解決的問題，在電能的質(zhì)量和智能電網(wǎng)的運(yùn)作中還有些不足之處，造成這些問題的主要原因還是當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)手段不足以支撐能源的充分開發(fā)和利用。此外電流的分布與短路的特點(diǎn)在與風(fēng)能發(fā)電的接觸中也需要優(yōu)化保護(hù)裝置，減小短路電流在電網(wǎng)運(yùn)行中形成較大的阻力，在這樣的情況下，要適當(dāng)?shù)脑陔娋W(wǎng)中加入較大的電流互感器才能保障電網(wǎng)在較為安全的情況下穩(wěn)定的運(yùn)行[3]。

2.2 新型繼電保護(hù)技術(shù)

在智能電網(wǎng)的運(yùn)行過程中加入廣域繼電的保護(hù)技術(shù)，在一定程度上能更高效地對電網(wǎng)進(jìn)行診斷和快速恢復(fù)。廣域的繼電保護(hù)技術(shù)就是把子域作為分析的基礎(chǔ)，在子域中進(jìn)行有效地信息采集，并在這些基礎(chǔ)上判斷電網(wǎng)的運(yùn)行是否存在安全隱患，廣域繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用初步實(shí)現(xiàn)全自動化的電網(wǎng)控制技術(shù)，全方面的保護(hù)電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性、安全性和有效性，同時，廣域的繼電保護(hù)技術(shù)也逐漸地提升電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的保護(hù)時間。廣域繼電保護(hù)技術(shù)與智能電網(wǎng)的配合從根本上提升繼電保護(hù)的效率，增加智能電網(wǎng)的可實(shí)施性和安全性能，提高智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)收益。

2.3 充分利用電子科技

在智能電網(wǎng)運(yùn)行中也要不斷地增加電子技術(shù)的應(yīng)用，在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中適當(dāng)?shù)丶尤肟煽氐淖兞髌骱蜔o功補(bǔ)償器，在電力潮流的控制中也可加入相關(guān)的電子控制技術(shù)。相關(guān)的電子科技的應(yīng)用一定程度上改善電網(wǎng)運(yùn)行中的問題，提升電力控制的靈活性，但同樣隨著電子科技的應(yīng)用也會造成電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中不斷地出現(xiàn)諧波，此外光伏并網(wǎng)以及直流輸電與繼電保護(hù)之間也需加強(qiáng)協(xié)調(diào)和配合的能力。要從全方面計算在繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過程中加入電子科技會對智能電網(wǎng)造成什么樣的影響[4]。

2.4 輸變電裝置技術(shù)

實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)發(fā)展的前提條件是裝備技術(shù)的智能化和科技化，在這個發(fā)展前提下智能電網(wǎng)才能更好更長遠(yuǎn)的發(fā)展。輸變電裝置和智能化技術(shù)的結(jié)合可在一定程度幫助電網(wǎng)提升電力的儲備容量，是可持續(xù)發(fā)展的前提，同時也是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全面智能化和低消耗的基礎(chǔ)，新型的輸變電裝置技術(shù)讓智能電網(wǎng)在供電方面多一層可靠的保障基礎(chǔ)。

變壓裝置?？沙掷m(xù)發(fā)展是國家所提倡的發(fā)展路線，是整個社會各行各業(yè)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)指導(dǎo)方向，在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，也應(yīng)將安全高效、低能消耗和智能化當(dāng)做進(jìn)步的目標(biāo)和發(fā)展的動力。在這樣的基礎(chǔ)下，變壓裝置就成為發(fā)展智能電網(wǎng)過程中必不可少的裝置，隨著近年新型材料的逐漸被發(fā)明和應(yīng)用，在未來的智能電網(wǎng)建設(shè)中變壓裝置也勢必會有著巨大的變化。

斷路裝置。在現(xiàn)階段的研究中，SF6斷路裝置仍舊以高電壓、選項(xiàng)控制和大電流的方向進(jìn)行著研究，而真空式的斷路裝置也仍是以高電壓為基礎(chǔ)的進(jìn)行發(fā)展，沒有在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下將斷路裝置進(jìn)行整合發(fā)展，推出新型的綜合裝置。此外，固態(tài)化的短路裝置則是被應(yīng)用到具有高性能的電流環(huán)境之中，在直流電的領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最多的則是高壓直流型的斷路裝置，這樣的裝置可在多段直流電中工作，而且高壓直流型的斷路裝置在這個領(lǐng)域中也可進(jìn)一步的被研究和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)智能電網(wǎng)的優(yōu)化和改革。

新型輸電裝置材料。目前我國在智能電網(wǎng)中的研究主要在于如何運(yùn)用新型材料，在最大限度內(nèi)提高輸送的電流質(zhì)量和電力容量，以及如何在輸送的過程中減少對電力質(zhì)量的損耗。在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，已有許多電力公司在材料的選擇上選擇與傳統(tǒng)材料有一定差異的新型材料，并將運(yùn)輸電力時的各項(xiàng)指標(biāo)記錄在案，以便今后在研究的過程中能夠有一定的參考價值，研究出更加符合新時代標(biāo)準(zhǔn)的新型輸電材料[5]。

2.5 加強(qiáng)對工作人員的培養(yǎng)

智能電網(wǎng)的發(fā)展對相關(guān)工作人員要求也較高，要求具有較高的專業(yè)性技能。為了智能電網(wǎng)的發(fā)展和進(jìn)步，相關(guān)的電力公司要適當(dāng)?shù)匕才殴ぷ魅藛T進(jìn)行培訓(xùn)，加強(qiáng)工作人員的專業(yè)性技能，保證工作人員的綜合素質(zhì)水平符合國家智能電網(wǎng)發(fā)展的要求。另外，不僅要定期給老員工進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，還需招聘新的員工，為今后的發(fā)展帶來源源不斷的新生命和動力。

綜上，對于電力保護(hù)的新型技術(shù)研究在不斷地被完善和發(fā)展，保證在電力輸送過程中的安全性和有效性，讓日常用電變得更加高質(zhì)高量。