基于智能電網(wǎng)特性的繼電保護技術的應用分析

王 濤

(國網(wǎng)四川省電力公司眉山供電公司，四川 眉山 620000)

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，我國電力網(wǎng)絡的建設數(shù)量及建設規(guī)模逐漸擴大，傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡運行模式已經(jīng)難以很好的滿足現(xiàn)代社會的實際需求，隨著社會發(fā)展過程中電力需求的增大，已經(jīng)對于電力供應需求要求的提升，城市電網(wǎng)的建設過程中，智能電網(wǎng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡模式，作為電力網(wǎng)絡中非常重要的保護技術，繼電保護對于智能電網(wǎng)具有非常重要的作用，本文就主要對智能電網(wǎng)中的繼電保護技術進行簡單分析，有利于其安全穩(wěn)定性的提升。

一、智能電網(wǎng)的簡單介紹

智能電網(wǎng)主要指的是：將物理電網(wǎng)作為基礎，并在高度集成的高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎之上，應用先進的決策支持系統(tǒng)、計算機技術、信息技術、傳感測量技術等先進技術，并將這些先進技術與物理電網(wǎng)進行高度集成，以此來保證電力網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定運行，與傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡模式相比，智能電網(wǎng)的顯著特點就是進行了兼容利用與能源代替，其在實際應用中，需要在信息共享模式及開放系統(tǒng)的基礎之上，對系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)信息進行有效的整合，并對電網(wǎng)的運行于管理進行優(yōu)化。智能電網(wǎng)具有非常好的電力輸送能力，這對于降低電力供應過程中的污染物排放及能源的消耗具有非常重要的作用，這對于供電網(wǎng)絡運行過程中社會效益及經(jīng)濟效益的提升都具有非常重要的作用，由于其在實際運行過程中具有智能化的運作平臺，使得其能夠?qū)τ脩舻慕尤爰巴瞥鲞M行靈活調(diào)整，并能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)、電源、用戶等信息的共享，對于實現(xiàn)信息公開透明具有非常重要的作用。

二、提升智能電網(wǎng)的繼電保護水平的必要性

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，社會的電力需求在不斷增大，同時對供電質(zhì)量提出了更高的要求，為了很好的滿足實際需求，在擴大電網(wǎng)建設規(guī)模的同時，積極提升供電質(zhì)量也是非常必要的，這就需要保證電網(wǎng)的運行安全穩(wěn)定性，這就導致了電網(wǎng)中的運行方式及接線方式變得越來越復雜，如：電網(wǎng)中的大小環(huán)重疊、中長短線交錯連接現(xiàn)象越來越普遍，這會給電網(wǎng)運行過程中的保護整定計算帶來較大難度，為了保證電網(wǎng)中各種保護的合理性，保證各種保護的可靠性、速動性及選擇性之間的協(xié)調(diào)性顯得非常必要，要做到這一點，就需要對電網(wǎng)的各種故障情況及運行方式進行周密計算。

另一方面，在智能電網(wǎng)的運行過程中，應用的是分布式電子互感器，實現(xiàn)合并單元數(shù)據(jù)采集模式，所采集到的大量數(shù)據(jù)會通過網(wǎng)絡傳送至電子式保護裝置中，為了保證數(shù)據(jù)與實踐之間保持良好的同步性，制定一個精確的時鐘作為系統(tǒng)的時鐘源非常的必要，以便于各個采集單元的保護裝置能夠通過精確對時實現(xiàn)時間上的同步。智能電網(wǎng)中的線路潮流的流向是雙向的，這主要是由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的每個點既能是電源點，又能是最終的用戶點，作為其中一個點，分布式電源可以從系統(tǒng)中分列出來，并以微網(wǎng)的形式運行，由于電網(wǎng)運行過程中存在這種易變性與不確定性，這使得其過流保護與距離保護定值難以進行整定，為了不受電網(wǎng)運行方式變化的影響，需要進行新的保護方案的研究，這就需要積極加強智能電網(wǎng)繼電保護技術的研究。

三、智能電網(wǎng)中的繼電保護的結(jié)構(gòu)組成

基于智能電網(wǎng)特性的繼電保護裝置具有自我維護故障及故障診斷功能，并且其能夠在電網(wǎng)中的其他關聯(lián)設備出現(xiàn)故障時，進行快速的隔離，以便于方式電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)安全事故，其構(gòu)成示意圖如圖1所示。

對其繼電保護的工作原理進行簡單分析，在其運行過程中應用傳感器對電氣設備的發(fā)電、輸電、配電及供電等環(huán)節(jié)中的運行狀況進行高效的監(jiān)控，并將這些大量的信息進行有效的整合分析，以便于實現(xiàn)電網(wǎng)整體的運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控，通過動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)，能夠有效實現(xiàn)電網(wǎng)的動態(tài)保護，在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，繼電保護裝置不僅需要對傳感器中的運行信息進行有效的保護，還需要保護電力網(wǎng)絡中大量設備運行信息，要想有效的實現(xiàn)信息的共享，需要保證信息的準確性，一旦相關的保護裝置出現(xiàn)一定程度的故障，需要在沒有人工干預的情況下，自動的進行故障恢復，以便于造成大范圍的用電故障，對電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

圖1 智能電網(wǎng)繼電保護構(gòu)成示意圖

四、基于智能電網(wǎng)的繼電保護技術應該具有的特點

1 數(shù)字化

與傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡模式相比，智能電網(wǎng)中的互感器的傳輸性能得到大幅度的提升，這會有效的降低智能電網(wǎng)運行過程中的故障發(fā)生率，因此，在智能電網(wǎng)運行過程中，可以對二次回路短路、二次回路接地、電流互感器飽和等一些故障不予考慮，隨著電氣量信息傳輸?shù)恼鎸嵭缘奶嵘悄茈娋W(wǎng)中的繼電保護裝置的性能會得到有效提升，未來的發(fā)展過程中，有效簡化繼電保護裝置的輔助功能將是智能電網(wǎng)繼電保護技術的研究重點，并且繼電保護技術中應用到的大量的傳感器將會由數(shù)字化傳感器取代，這對于智能電網(wǎng)整體的繼電保護性能的提升具有非常重要的作用。

2 網(wǎng)絡化

在智能電網(wǎng)的建設過程中，數(shù)字換的變電站已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的變電站運行模式，這也使得傳統(tǒng)的繼電保護信號的發(fā)送媒介及信息獲取途徑出現(xiàn)了相應的變化，并且智能電網(wǎng)建設及運行過程中，實現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)的有效連接，用戶能夠成功實現(xiàn)網(wǎng)絡上大量信息數(shù)據(jù)的共享，并且通過應用網(wǎng)絡上其他電器元件信息，對于智能電網(wǎng)繼電保護能力的提升具有積極的作用，這有利于智能電網(wǎng)中繼電保護裝置的簡化。早智能電網(wǎng)中，繼電保護裝置的實質(zhì)是電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡中的智能終端，其能夠?qū)⑺@取的被保護元件的信息與相關數(shù)據(jù)傳送至網(wǎng)絡控制中心或者其他一些終端中，繼電保護裝置同樣可以應用網(wǎng)絡獲得電力系統(tǒng)在運行過程中或者是出現(xiàn)相應故障時的大量數(shù)據(jù)與相關信息。

3 自動整定

智能電網(wǎng)中大多應用的是自適應繼電保護，其會依據(jù)電力網(wǎng)絡的運行方式及相應的故障變化特點，來對保護定值、保護特性及保護性能進行相應的改變，以便于繼電保護裝置能夠很好的適應電力系統(tǒng)的變化，這對于智能電網(wǎng)中繼電保護性能的改變具有非常重要的作用，智能電網(wǎng)運行過程中，其頻率的變化會受到自適應控制技術的影響，同時，應用該技術對于電力系統(tǒng)中故障發(fā)展方向的判定、單相接地短路時的過渡電阻都具有積極的影響，應用該技術能夠有效的解決電力系統(tǒng)中存在的這些問題，這對于繼電保護性能的提升具有非常重要的作用。

五、基于智能電網(wǎng)的繼電保護中的關鍵技術

1 保護系統(tǒng)的重構(gòu)技術

現(xiàn)代社會中，隨著電力需求的增大，對于電力網(wǎng)絡的運行質(zhì)量提出了更高的要求，這使得智能電網(wǎng)中的繼電保護裝置的要求也顯著提升，除了傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡對繼電保護裝置的要求之外，其要求繼電保護系統(tǒng)能夠自適應于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電網(wǎng)運行方式的轉(zhuǎn)變，這就要求用于智能電網(wǎng)中的繼電保護裝置具有自診斷功能與重構(gòu)功能，并要繼電保護中的相關元件出現(xiàn)失靈狀況時，能夠自動的尋找可以替代的元件，并自動的恢復繼電保護功能，要想有效的實現(xiàn)上述功能，對智能電網(wǎng)中的繼電保護系統(tǒng)進行重新的組合與構(gòu)建是非常必要的。

2 廣域保護技術

這里所說的廣域保護技術主要是指：將電力網(wǎng)絡子集作為分析與處理電網(wǎng)運行障礙的單位，在域的范圍中，對該子集中的相關繼電保護信息進行采集，并通過對這些信息的分析與處理，對故障產(chǎn)生原因進行準確的判斷，以便于對相關故障進行有效的處理。在實際應用中，繼電保護與安全自動控制系統(tǒng)是廣域繼電保護的主要組成部分，而安全自動控制的主要目的是：為電網(wǎng)的自愈提供更多的解決方案，廣域繼電保護的最為重要的作用，就是對現(xiàn)有繼電保護裝置中的整定配合的復雜性問題予以有效的解決，這由于智能電網(wǎng)中繼電保護自適應能力的提升。

六、智能設備在繼電保護系統(tǒng)中的應用

隨著各項技術的進步，很多先進技術不斷應用于電力行業(yè)中，在智能電網(wǎng)的建設過程中，實現(xiàn)電網(wǎng)運行過程中大量數(shù)據(jù)采集的關鍵設備是電子傳感器，其在電力系統(tǒng)中的很多設備上都有安裝，在電力系統(tǒng)中具有非常廣泛的應用，通過應用大量的電子傳感器，能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的狀態(tài)分析及狀態(tài)評估工作提供大量精準的數(shù)據(jù)信息，這對于智能電網(wǎng)的繼電保護性能的提升具有非常重要的作用。在未來的發(fā)展過程中，隨著各種先進技術的大量應用，將會有更多的不同種類的智能設備應用于繼電保護系統(tǒng)中，對于其繼電保護性能的提升具有積極的作用。

結(jié)語

隨著我國智能電網(wǎng)的建設規(guī)模不斷擴大，其相關技術也取得了較大的進步，繼電保護技術的應用，對于保證智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有非常重要的作用，本文就主要針對此進行了簡單分析，有利于其繼電保護性能的提升。

[1]賀方,劉登.智能電網(wǎng)建設中的繼電保護技術應用研究[J].中國新技術新產(chǎn)品,2013(7).

[2]朱懷英.基于智能電網(wǎng)的繼電保護技術應用探究[J].機電信息,2012(9).