一體化背景下繼電保護技術發展趨勢探討

重慶市三峽水利電力學校 汪崇瓊 潘 燕

一體化背景下繼電保護技術發展趨勢探討

重慶市三峽水利電力學校 汪崇瓊 潘 燕

在區域電網一體化背景下，本文通過對常規繼電保護裝置在解決實際問題時，所出現的弊端進行總結，同時對繼電保護定值的在線評估與預警和繼電保護一體化在線整定兩大技術進行全面的分析和探討，此兩大技術不僅能夠克服常規繼電保護存在的不足，同時能夠更好的適應電網不同的運行方式，高效率的對電網進行保護，為國民經濟的發展做出貢獻。

一體化背景；在線評估；在線預警；在線整定

1 引言

隨著社會經濟的迅猛發展、科學技術的日新月異和社會對電能質量以及用電可靠性要求的不斷提高，電力系統的穩定運行也就成為直接制約社會經濟發展的關鍵因素。而繼電保護技術的發展水平是電力系統安全穩定運行的保障條件。而傳統常規電力系統的繼電保護裝置在確定保護定值和定值檢測、預警等方面無法適合未來智能電網的發展要求，并在解決實際電網出現的故障時，出現大量問題，造成大量事故的發生。本文結合現階段電網一體化背景下，從繼電保護定值的在線評估與預警技術和繼電保護一體化在線整定技術兩方面進行探討，以期能夠更好的適應電網不同的運行方式，高效率的對電網進行保護方法。

2 常規繼電保護解決實際問題所面臨的問題

伴隨著區域電網電壓等級的不斷提高，加之，分布式電源的大量接入、微電網運行技術的應用以及大規模智能電網建設帶來的網絡重構等新技術的發展都使得電網復雜程度空前提高，而常規繼電保護在解決區域電網問題時，將面臨越來越多的困難，具體表現在如下幾個方面：

（1）各區域電網之間存在信息孤島，各個區域系統之間不能形成良好的信息交互，由繼電保護部門所制定的繼電保護定值，不能實時考慮各系統間的運行方式。從而導致該定值不一定適合電力系統大多數運行方式，降低了繼電保護的性能。

（2）繼電保護部門在制定定值時，大多數是在離線狀態下制定定值以及各項指標，故在特殊運行方式下，部分繼電保護裝置可能無法同時滿足靈敏度與選擇性的要求，有可能發生拒絕動作的安全隱患，進而造成大規模的停電事故。

（3）繼電保護部門在離線狀態下，對繼電保護定值整定是基于電網各種運行方式下的多種故障類型進行嚴密計算。這就使得整個整定過程存在大量而復雜的的技術挑戰和壓力。并且隨著大量分布式電源的接入，更使得整個整定過程變得更加復雜，實際校驗過程也將變得更加困難。

（4）在未來大智能電網背景下，對繼電保護定值的整定管理要求將越來越高，必須加快提高保護整定管理技術。

3 繼電保護定值的在線評估與預警技術

繼電保護作為電力系統安全穩定運行的哨兵，在電網中扮演著非常重要的作用，同時，電網對繼電保護也提出了四個特性，分別為：選擇性、快速性、可靠性、靈敏性。當前，我國電力系統正處于大規模、大發展、大建設時期，區域電網的接線與運行方式日趨復雜，大、小重疊，長、短交錯的接線方式，日益普遍。目前，繼電保護定值時靠離線計算所得數據進行事先整定的，難以同時兼顧選擇性和靈敏性，更無法滿足不同系統運行方式。

繼電保護定值在線評估與預警是指對當前電網實時狀態下的繼電保護定值進行實時分析并評估計算出當前定值在電網中的適應性。在實時評估基礎上，根據檢修票系統檢修任務對電網進行修正，以判斷繼電保護定值對未來運行狀態下是否具有適應性。如圖1所示為定值在線評估與預警流程圖。

此系統主要包括：定時啟動、周期啟動和變化啟動等多種啟動方式，來獲取遙信量與遙測量，并通過解析文件、整理設備數據信息來進行校正核算，從而實現對繼電保護定值 的在線評估與預警，并將評估和預警結果進行統一展示。

圖1 定值在線評估與預警系統流程圖

如果能夠在繼電保護部門實現繼電保護在線整定計算，再配合縱聯差動快速繼電保護，即可大大減化繼電保護配合原則，同時也會大大提高電網多種運行方式并存的適應能力。

4 繼電保護一體化在線整定技術

近些年來，我國電力技術取得許多重大突破，隨著大互聯、大電網的發展，未來我國各級電網之間的聯系將會越來越密切，呈現出一體化運行的趨勢。針對一體化趨勢的發展，國家電網公司調度中心提出：加強國網各級運行方式銜接，繼電保護整定的互相配合，用以保證繼電保護的協調運行。并要求，國網應開展三級保護互聯計算、集中校核和定值會商制度，統一整定原則、統一數據交換格式等。

盡管我國電網互聯趨勢明顯，出現了一體化運行的趨勢，但在實際電網的整定計算模式中，各級電網為了減少人力、物力、財力的投入，節約成本，往往僅僅維護自身網絡模型，在保護定值計算中僅僅考慮本地區、本單位的各種方式，此種情況已經遠遠滯后于電網發展趨勢。

一體化在線整定計算系統是從縱向角度分析并計算實現多級電網同一網絡模型整定計算應用，從橫向角度是實現整定計算同時實現和保護裝置橫向貫通，并能根據系統當前運行狀態和保護定值，在系統運行狀態發生改變時，在線自動確定新定值，通過一體化網絡自動改變各保護裝置定值的專業應用系統。圖2為定值自動校核功能處理流程圖。

該在線定值自動校核流程圖主要是基于XML文檔強大的存儲、傳送以及數據交換功能來實現的。通過在線評估與預警系統的結果來確定是否啟動在線整定，如果在線保護定值結果認為保護定值無法滿足現在電網系統的保護要求時，需啟動在線整定流程。

圖2 在線定值自動校核功能處理流程

5 結束語

在線評估與預警系統作為檢測手段，能夠及時發現現有繼電保護裝置保護定值存在的問題，并及時采用在線整定系統的模式調整部分保護定值。從而能夠更好的適應電網不同的運行方式，高效率的對電網進行保護，為國民經濟的發展保駕護航。

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