面向智能電網的繼電保護系統重構

摘要：隨著科技的發展，城市電網向智能化快速發展，智能化電網對繼電保護系統提出了更高的要求，面向智能電網的繼電保護系統重構工作是電力企業順應時代發展過程中必須關注的重點內容。筆者結合多年工作經驗，從繼電保護系統的重要性著手，對面向智能電網繼電保護系統重構的方法做了簡單介紹。

關鍵詞：智能電網 繼電保護 重要性 系統重構

伴隨著經濟的發展，城市電網逐漸向智能化和自動化的方向快速發展。電力企業新能源數量不斷增加，智能電網中電子器件數量也隨之上漲，智能電網保護和維修工作越來越復雜，在實際運行過程中繼電保護系統出現故障的概率也不斷增加。繼電保護系統中本身存在較多安全隱患，一旦發生問題會引發嚴重的繼電保護裝置故障，甚至引發大面積的停電，給日常生活帶來極大的困擾。據相關統計報告顯示：通常情況下，繼電保護裝置運行錯誤與運行原理無關，多故障由繼電保護系統內部整定和外部回路引發。繼電保護系統能否做出正確的動作是評判繼電保護系統是否存在問題的主要依據。面向智能化電網的發展，必須重構繼電保護系統，才能促進電力企業的快速發展。

1 繼電保護系統的重要性

進入二十一世紀以來，信息技術取得快速發展，并在各行各業中獲得廣泛應用。電力企業在利用通訊及信息技術后，繼電保護系統運行的可靠性得到明顯提升。傳統使用的繼電保護系統智能化水平較低，連接方式、網絡適應條件以及保護對象都很難滿足現代電力企業發展的實際需求，繼電保護系統自身適應能力差。繼電保護系統中使用分布式電源后，電力企業對繼電保護系統的安全性和可靠性提出了更高的要求，要同時滿足單向和雙向潮流運行方式的需求。由此可見，繼電保護系統想要適應智能電網發展的實際需求，必須完成內部系統重構，為電力企業的發展建設提供動力保障。

2 面向智能電網的繼電保護系統存在的問題

2.1 繼電保護系統發展存在的問題 伴隨著信息技術的發展，電力企業對繼電保護系統的安全性和可靠性提出了更高的要求，我國目前電力企業中繼電保護系統以剛性結構為主，繼電保護系統自身存在較大的安全隱患，一旦遇到嚴重的自然災害天氣，如雨雪、臺風以及洪澇等，系統中關鍵通道將會失去原有的功效，工作人員很難在第一時間找到新的解決辦法，嚴重影響智能電網的正常運行。

2.2 繼電保護人員工作存在的問題 目前，我國電力企業繼電保護人員的主要任務是檢查繼電保護系統是否正常運行以及對新建供輸系統進行檢修。在實際檢修工作中，工作人員態度渙散、檢修不到位以及責任意識都會引發嚴重的繼電保護系統故障。

2.3 繼電保護系統硬件存在的問題 繼電保護在電網系統的安全運行中發揮著至關重要的作用，但是，僅憑借繼電保護是明顯不夠的，電力企業還應該注重電網系統穩定性的發展。就目前我國電力企業繼電保護系統發展的實際狀況來看，電網的整體性能還有待加強，繼電保護系統硬件一旦出現問題，將引發嚴重的電網安全事故。

3 面向智能電網繼電保護系統重構的方法

繼電保護系統重構工作比較復雜，在實際重構過程中，工作人員應該結合現代智能化電網的發展狀況，在了解繼電保護系統重構準則的前提下，明確重構的具體方法，為我國電網系統的安全運行提供技術保障。筆者結合多年工作經驗，從繼電保護系統重構的準則為出發點，為重構方法做了簡單介紹。

3.1 繼電保護系統重構準則

①完整的功能。繼電保護系統的主要目的是保障電網系統的安全。繼電保護系統重構后，在具有原始繼電保護系統功能的前提下，還應該結合智能電網發展的實際需求，超越原有繼電保護系統的功能要求。如遇緊急情況，還應該保證繼電保護系統中某些功能能在第一時間內解除或者降價，為電網系統的安全提供動力保障。

②快速重構。繼電系統保護中存在較多一次性系統，這類系統在實際運行過程中如果與繼電保護的要求相違背，就會引發嚴重的一次性系統運行故障，導致大面積停電事故，嚴重擾亂人們正常的生活作息。因此，面向智能電網的繼電保護重構工作應該高度重視重構的速度和效益，采取多種有效措施，保障繼電保護系統重構工作能在最短的時間內完成并獲得最大的效益，減少避免電網中的安全故障。

③重構經濟、可靠。繼電保護系統重構要花費大量重構資金，在提高電網系統安全性和可靠性的前提下，工作人員在選擇各項重構指標的過程中，應該堅持“成本最小化”的原則，為繼電保護運行的可靠性和安全性提供資金保障。另外，重構人員還應該充分利用閑置空地資源，提高繼電系統重構的經濟性。

3.2 繼電保護系統重構通用模型

①繼電保護資源。繼電保護重構是對繼電保護資源進行重新整合的過程。以電力企業中繼電保護系統的組成為依據，在進行重構之前，應該將原有的繼電保護系統劃分為若干部分，如傳感器、信息通道、測量以及比較元件和執行元件等。繼電保護系統內部的各種資源均能共享，其中數字化變電站具有開放和共享的特點，為繼電保護系統重構工作提供了基礎保障。

②繼電保護資源組合的實現。在進行繼電系統重構時，電力企業通常會結合企業發展實際狀況，制定相關的重構準則，繼電保護資源組合應該以該準則為出發點，對繼電保護系統的內部信號進行重新整合。沒有結合智能電網的繼電保護系統元件很難滿足重構的需求，因此，重構人員應該注重數字化元件的作用，實現繼電保護資源組合。

③資源組合的方法。繼電保護資源組合的方法有很多種，在實際重構過程中發揮著至關重要的作用。以繼電保護資源、繼電保護資源組合以及資源組合的方法為出發點，建立了如圖1所示的繼電保護系統重構模型。從圖1中可以看出，基于智能電網重構后的繼電保護系統由功能元件層、狀態檢測及重構執行層以及協調決策層共同組成。

3.3 繼電保護系統重構舉例 基于智能電網重構后的繼電保護系統在具備傳統極限保護系統基本功能的前提下，還應該存在修復自身故障的功能，保障自身功能完整性的同時，提高電網系統的安全性和穩定性。從圖1中可以看出，重構后的繼電保護系統由功能元件層、狀態檢測及重構執行層以及協調決策層共同組成。其中功能元件層是整個系統的基礎，是各個單元正常運行的基礎保障。筆者結合多年工作經驗，以輸電線路的電流差動保護為例對重構后的繼電保護系統的實際性能做了簡要分析。

如圖2所示，該系統很難適應智能電網的實際需求，重構后的繼電保護系統如下圖3所示。重構過程中要求將變電設備中的信息交換，將原始系統中L1、L2、L3保護裝置和T1、T2、T3新系統同組合為T12、T13以及T23元件，如果重構后的系統中存在保護通道實效的問題，工作人員應該開啟信息交換命令，為消除系統故障提供技術保障。重構過后的系統不僅可以更好地發揮原有系統的實際功能，還能滿足電網系統安全和穩定的實際需求。

4 結束語

總之，在智能化電網的影響下，繼電保護系統重構工作必須從多角度出發，為繼電保護系統的正常運行提供保障。伴隨著經濟的發展，電力企業要想在激烈的市場競爭中站穩腳跟，必須結合智能化電網發展的實際狀況，對傳統繼電保護系統重構。重構工作人員應該在了解繼電保護系統重構意義的前提下，明確我國基于智能電網繼電保護系統重構中存在的問題，針對問題從多方面著手，完善繼電保護系統重構工作，為電力企業的發展建設提供動力保障。

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