智能電網環境下的繼電保護

史文豪

【文章摘要】

隨著電子信息技術的發展，智能電網逐漸成為中國電力電網工業的新勢力，在中國電力行業的發展中占了了重要地位。繼電保護是確保電網不發生故障、穩定運行的一項重要舉措。為了加強中國在智能電網環境下電力系統運行的安全性、穩定性，政府電力部門應加強對智能電網環境下的繼電保護措施的研究開發。[1]本文聯系實際，對中國智能電網環境下的繼電保護做出研究分析。

【關鍵詞】

智能電網;繼電保護;電力系統穩定

0 引言

智能電網是新時期電力電網工業領域發展形勢下應運而生的新型電網模式，對于提高資源環境的質量、促進電力工業發展都有著積極意義。目前智能電網在中國逐漸得到普及，因此加強在智能電網環境下的繼電保護成為一項重要課題。

1 中國的智能電網環境下的繼電保護發展狀況

目前我國的發電模式主要以火電為主，即通過燃煤火電機的工作進行發電，造成了化石燃料能源的供需求市場失衡，同時一定程度上對生態環境造成不利影響，污染了大氣環境。因此加強新型環保能源的開發應用、促進能源結構的進一步優化、實現電網供電的智能化、推進中國電力工業產業變革便成為中國電力部門應當努力的大方向。目前中國智能電網發展主要存在著這幾個問題：

1.1 中國能源分布不均勻

中國的能源在空間上主要呈現逆向分布的特點。其中，煤炭、風能以及水能資源主要分布在西北部，然而中國的用電主要部分卻集中在中部、南部以及中部地區，造成了資源利用率偏低，能源結構得不到進一步優化。由于資源分布的不穩定性，使得中國電力系統沒有堅實的能源后臺支持較為脆弱，容易發生大規模停電事故。例如在2003年，浙江某發電廠便由于煤炭資源的暫時缺乏而發生了大規模停電事故，造成了極大的經濟損失。

1.2 新能源電力利用不合理

中國在新能源供電方面做出了探索，例如風能發電、太陽能發電等。然而新能源電力具有隨機性以及間歇性的特點，不方便進行能源調度。一旦電力系統陷入電容力降低的情況，新能源電力就很可能會對整體電網的穩定運行造成威脅。

1.3 新能源后繼供電廠不足

從大環境來看，中國缺少新能源后繼供電廠的電力補足，在全國范圍內的風電站以及太陽能電站的數量不足，造成新能源電力使用不充分的情況，使得新能源電力輸出不穩定。中國應加強對新能源互補電力機構的建設發展，積極探索新能源電力系統與傳統電力系統的平衡點。

2 智能電網環境下的繼電保護

作為保障電網運行環境安全穩定的重要舉措，繼電保護在智能電網的發展形勢中獲得了一系列機遇，同時也面臨著一些挑戰。

2.1 智能電網環境下的繼電保護所獲得的機遇

智能電網的快速發展使得繼電保護的研究階段上升到了新的層面，為繼電保護的進一步科研提供了實際操作平臺。例如在電力信息的采集領域，中國早在1996年便開始了即時動態電網監測系統的建設，目前中國已逐漸建立了較為完善的信息數據收集系統，全國大部分電站都進行了同步相量測量單元以及廣域測量系統的安裝設置，使得電力信息相關數據可以得到及時更新，提高了數據采集的效率，有效實現了智能電網環境下繼電保護相關數據信息的采集。在信息通信領域，中國的500KV變電站的光纖應用率基本實現100%的覆蓋。而中國220KV的供電站也基本實現了光纖全覆蓋，使得信息傳遞、數據通信更加方便快捷，數據資源的共享更加實時可靠。[2]因此繼電保護的操作平臺提高了操作速率，對數據的處理速度達到了一個新的高度，使得繼電保護平臺能更高效地對智能電網的實時情況進行監測并進行故障應對分析。除了繼電保護等電氣信息，智能電網系統的普及還促進了多種信息監測系統的發展，比如在雷電狀況監測的領域中等，都有著較為廣泛的應用。

2.2 智能電網環境下的繼電保護所面臨的挑戰

目前中國智能電網環境下的繼電保護依然存在著一些技術上的局限。智能電網的特征之一則是高電壓電網相互聯系，一旦特高電壓電網發生故障，會造成電力諧波分量過大的情況，電力升降壓周期衰減，使得繼電保護的難度增大，還容易導致繼電保護的速度下降，發生誤護的現象。同時電網的線路增多，使得繼電保護的分析過程更加復雜，降低了繼電保護裝置對電網故障的分析能力，因此中國電網維護人員用加強對新型繼電保護系統的開發力度。智能電網環境下的電力系統輸出電壓普遍較高，一旦發生亂流狀況很可能造成線路燒毀等情況，這就要求繼電保護系統的安全保護裝置更加具有技術性。同時在智能電網中，電力電子設備得到了廣泛應用，然而這些電力電子設備對于繼電保護系統本身存在著一定程度的諧波干擾狀況，不利于繼電保護裝置的監測準確性。

以下提出幾點對智能電網環境下的繼電保護的相關建議：

2.3 加強繼電保護創新變革

如今智能電網發展迅速，繼電保護應當順應電力行業的變革趨勢，將智能電網的特征以及不足進行分析，針對智能電網發展特點，研制出能切實進行電網保護的繼電保護裝置。加強繼電保護裝置的創新性，從科技變革角度出發，實現機電保護裝置的自動化，完善機電保護裝置的技術細節，積極加強智能電網環境下的機電保護裝置更新維護。

2.4 實時加強電網系統保護

從供電線路、變壓器以及發電機等方面，進行針對性。專門性保護，加強對發電機內部線路涉及保護，加強定期維修檢測，確保線路的通暢，杜絕短路、斷路等現象發生，造成不必要的經濟損失。同時加強廣域保護，從硬件設施方面進行更新保護，完善智能電網運行環境。

2.5 加強電力系統相關人才培育力度

中國電力管理相關部門應當加強對智能電網環境下繼電保護的研究力度，加大繼電保護研究的資金投入，并鼓勵相關教育部門開展培訓活動，對電力行業就職人員進行教育培訓，提高其專業素質能力，加強對機電保護裝置的操控能力，已保障智能電網運行的安全性、穩定性。

3 結語

智能電網的發展對中國的電力產業有著極其深遠的影響。智能電網的特征使繼電保護裝置的操作平臺發生了較為明顯的改變，對繼電保護的技術水平提出了更高的要求。加大智能電網環境下的繼電保護裝置的開發力度，實現高效率的電網保護，確保電力系統運行的安全穩定，對于提高中國人民生活水平、避免因電力故障造成的經濟損失有著重要意義。

【參考文獻】

[1]王增平.智能電網環境下的繼電保護[J].電力系統保護與控制.2013-01-16

[2]薛鵬程.智能電網環境下繼電保護的發展現狀[J].中小企業管理與科技.2012-11-05