智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)

藥煒

【摘要】：目前，我國科技的發(fā)展讓我們的雙手更加解放，一個又一個新的發(fā)明讓我們的生活更加舒適，這些科技與發(fā)明的運轉(zhuǎn)都是來自能源——電力。促進(jìn)電網(wǎng)智能化發(fā)展已經(jīng)是國家對電力建設(shè)指定的主方向，將大數(shù)據(jù)手段運用到電力網(wǎng)絡(luò)中也是現(xiàn)階段需要攻克的難關(guān)。電網(wǎng)的智能化與復(fù)雜化對電網(wǎng)的安全有了更高的要求，這種安全不僅是對電網(wǎng)本身的，也是對用電客戶的。

【關(guān)鍵詞】：智能；電網(wǎng)環(huán)境；繼電保護(hù)技術(shù)

1、大數(shù)據(jù)下的智能電網(wǎng)

我國對于智能電網(wǎng)的定義是：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù)，逐漸構(gòu)建以自動化、計算機化、互動化為主要特征的統(tǒng)一的堅強的智能化電網(wǎng)。

新時代的智能電網(wǎng)是依托于大數(shù)據(jù)建立的。大數(shù)據(jù)下的智能電網(wǎng)在使用時會不間斷地產(chǎn)生實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息會被智能設(shè)備手機處理，建立一個關(guān)于電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。其中的數(shù)據(jù)被處理分析，繼而反饋給電網(wǎng)各部分的系統(tǒng)，從而對電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時監(jiān)控，以便于在出現(xiàn)故障時，可以迅速做出正確反應(yīng)，將波及范圍盡可能減小，使整個系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，大數(shù)據(jù)下的智能電網(wǎng)更側(cè)重于對運行產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，其主要有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、利用價值密度較低、數(shù)據(jù)處理速度快等特點。

2、智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)

2.1系統(tǒng)重構(gòu)

系統(tǒng)重構(gòu)是繼電保護(hù)很重要的技術(shù)要求，它是區(qū)別于傳統(tǒng)繼電保護(hù)的主要特征。智能電網(wǎng)相較于以往的電路網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)路內(nèi)部應(yīng)用了很多新的裝置和程序，既有的系統(tǒng)模式已經(jīng)不能滿足支持這些行的應(yīng)用，所以必須對只能網(wǎng)路進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)。系統(tǒng)重構(gòu)使得這個電路網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)性能上發(fā)生了很多不同，是繼電保護(hù)能夠在智能網(wǎng)路運行的系統(tǒng)基礎(chǔ)，是賦予繼電保護(hù)在大數(shù)據(jù)技術(shù)下不斷更新的保證。比如，如果在電路網(wǎng)絡(luò)中的某一部分發(fā)生了問題，系統(tǒng)重構(gòu)能夠保證電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行主動修復(fù)，自動適應(yīng)整個網(wǎng)絡(luò)的運行要求，而不是向以往系統(tǒng)面對故障區(qū)域只會“滴滴”作響，必須在人工操作下才能排除故障。

2.2廣域保護(hù)

隨著智能電網(wǎng)搭建技術(shù)的迅猛發(fā)展，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的廣域保護(hù)儼然已經(jīng)成為其研究的重點所在。可以說廣域保護(hù)就是以高效、及時的信息通信技術(shù)作為實施保護(hù)的基礎(chǔ)，并在該系統(tǒng)中納入多種類型的數(shù)據(jù)信息，繼電保護(hù)的實際配置方式進(jìn)行徹底地改變，在提高繼電保護(hù)實際運行水平的同時，也提高其運行能力。目前，在實際廣域保護(hù)中，我們可將其后備系統(tǒng)分為：廣域集中式、IED分布式、站域集中與區(qū)域分布相配合，此3種模式。其中，廣域集中式其基本單元是被保護(hù)的電氣設(shè)備，采用直接方法對電網(wǎng)內(nèi)的全部信息進(jìn)行整合，判斷電網(wǎng)所發(fā)生的故障；IED分布式則是通過IED元件，將其分布在被保護(hù)設(shè)備之內(nèi)后進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集，最終實現(xiàn)繼電保護(hù)功能。

2.3單元件保護(hù)

通過分析，我們可以得知智能電網(wǎng)的單元件保護(hù)，其保護(hù)的主要對象就是在智能電網(wǎng)運行中發(fā)揮著重要功能的電氣設(shè)備，如：變壓器、發(fā)電機組、交流線路、直流線路等等，而對其的研究內(nèi)容則主要集中在如何對傳統(tǒng)的元件保護(hù)改進(jìn)上。在變壓器的保護(hù)方面，我們將對勵磁涌流的識別作為保護(hù)的關(guān)注重點，這是因為勵磁涌流具備多樣性、混淆性、隨機性以及非線性等諸多特點。因此，在變壓器的實際保護(hù)研究工作中，將工作研究重點放在變壓器內(nèi)部的故障分析與故障計算上是十分必要的；在發(fā)電機組的保護(hù)中則要做好內(nèi)部短路保護(hù)工作。尤其是在匝間短路保護(hù)工作上要給予足夠的重視。并且還要對發(fā)電機組的保護(hù)設(shè)計、靈敏度檢測、整定計算等方案進(jìn)行精確地設(shè)計，進(jìn)而滿足匹配發(fā)電機組承壓力、反時限過流、過激磁等后期保護(hù)判斷上的需求，保證定轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)的可靠度；在交流線路的保護(hù)上，要做好保護(hù)原理、保護(hù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)。這是因為在智能電網(wǎng)的實際運行過程中，高阻接地會受到距離保護(hù)功能的影響，當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)因振蕩而發(fā)生短路問題時，不僅無法發(fā)揮保護(hù)職能，還不容易避開交流線路的負(fù)載能力，進(jìn)而造成較大的故障測距誤差。

3、智能電網(wǎng)環(huán)境下給繼電保護(hù)帶來的改變與發(fā)展

3.1輸電靈活化趨勢

可以說輸電效率的大大提高，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)控制上的靈活、有效都是智能電網(wǎng)智能化發(fā)展的重要體現(xiàn)。而能夠做到此點的根本原因則在于靜止無功補償器、電能質(zhì)量控制裝置在智能電網(wǎng)中應(yīng)用，從而對電能質(zhì)量、系統(tǒng)潮流做到有效地控制。同時，在我國電網(wǎng)中交、直流混合輸電技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，電力電子元件的應(yīng)用，也在很大程度上提高了輸電靈活性，給智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)工作帶來了巨大的革新與良好的發(fā)展。

3.2數(shù)字化發(fā)展趨勢

可以說數(shù)字化發(fā)展，是目前智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)所顯示出的最大特點，具體表現(xiàn)在：測量手段的數(shù)字化、信息傳輸?shù)臄?shù)字化。其中，通過數(shù)字接口與電子互感器能夠?qū)崿F(xiàn)測量手段的數(shù)字化；而通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字信息則可以實現(xiàn)信息傳輸?shù)臄?shù)字化。尤其是電子互感器的體積往往較小且絕緣能力較好，因此，充分利用光電轉(zhuǎn)換器對電網(wǎng)運行情況進(jìn)行測量，不行能夠拓寬電網(wǎng)信號的傳輸頻帶，還能夠增強暫態(tài)性能，消除在互感器測量上的誤差，提高了測量準(zhǔn)確性，降低互感器故障的發(fā)生率。所以，在繼電保護(hù)的未來發(fā)展中，還應(yīng)該充分利用數(shù)字化傳感器，去進(jìn)一步精簡繼電保護(hù)裝置的輔助功能，提高繼電保護(hù)水平，從而使繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠與智能電網(wǎng)進(jìn)行最佳配合。

3.3網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢

網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢伴隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在智能變電站中的普及應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展勢必會成為未來智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)不可逆轉(zhuǎn)的重要趨勢之一。尤其是伴隨著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展進(jìn)程的逐步深化與完善，更是大大地提高了繼電保護(hù)水平。一方面，促進(jìn)了智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)工作的信息共享，從而使變電站的所有設(shè)備都能夠緊密地聯(lián)系在一起，擴大繼電保護(hù)范圍；另一方面，促進(jìn)了智能變電站的信息傳遞，使信息傳遞變得更為準(zhǔn)確、及時，從而實現(xiàn)對整個智能電網(wǎng)的全方位監(jiān)控，有效提高智能電網(wǎng)運行的準(zhǔn)確性與運行效率。

結(jié)語

繼電保護(hù)技術(shù)在大數(shù)據(jù)下的電路網(wǎng)絡(luò)具有新時期的特點——功能范圍擴大、操作智能化等，但是給我們驚喜的同時也來的難題。未來依托于大數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)技術(shù)會不斷完善，現(xiàn)在還有很多技術(shù)手段不夠完善，需要去探索。

【參考文獻(xiàn)】：

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