智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成的關(guān)鍵技術(shù)分析

摘要：繼電保護(hù)作為保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道方向，需要積極地適應(yīng)電網(wǎng)的變革。文章介紹了我國智能電網(wǎng)建設(shè)的特殊問題，進(jìn)而分析了特高壓輸電、電子器件滲透和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚愖儗^電保護(hù)所造成的影響，指出了繼電保護(hù)構(gòu)成的幾個關(guān)鍵技術(shù)以及研究繼電保護(hù)技術(shù)的重要意義，同時對繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；關(guān)鍵技術(shù)；電網(wǎng)運(yùn)行；特高壓輸電 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）15-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.077

智能電網(wǎng)的提出和發(fā)展是21世紀(jì)的新舉措，是應(yīng)對當(dāng)前的能源和環(huán)境危機(jī)的一大措施。在我國，由于社會各行業(yè)的發(fā)展帶來的是用電量需求的大幅度增加，這種背景下傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)難以滿足社會發(fā)展的需求，集各種高精尖技術(shù)于一身的智能電網(wǎng)得以快速發(fā)展建設(shè)起來并成為未來電力行業(yè)發(fā)展的主流方向。可以說智能電網(wǎng)的建設(shè)對我國電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電各個環(huán)節(jié)都造成了很大的影響，但同時也給繼電保護(hù)帶來了新的挑戰(zhàn)，對此我們應(yīng)當(dāng)積極地利用新技術(shù)對繼電保護(hù)進(jìn)行變革以適應(yīng)智能電網(wǎng)的建設(shè)。

1 繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

近年來在政府的支持下和政策的鼓勵下，智能電網(wǎng)得到了前所未有的發(fā)展，其在大規(guī)模新能源并網(wǎng)、超特高壓輸電以及智能配電方面表現(xiàn)得最為明顯，很大程度上緩解了社會上的用電壓力。我們不能否認(rèn)的是，我國的智能電網(wǎng)雖然發(fā)展迅速，但是仍舊處于起步階段，離理想智能電網(wǎng)仍有著較大的差距，智能電網(wǎng)的建設(shè)面臨著不少的困境。

1.1 我國智能電網(wǎng)建設(shè)面臨的困境

我國的電力需求和電力供應(yīng)呈現(xiàn)兩極化特點(diǎn)，這可以說是我國進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)所面臨的最大困境。其中我國的能源主要分布于西部和北部地區(qū)，但是電力供應(yīng)最為緊張的是東部和南部地區(qū)，能源供應(yīng)和能源需求之間的長遠(yuǎn)距離決定了我們需要通過超特高壓來進(jìn)行輸電，從而實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。但是超特高壓輸電技術(shù)固然能夠緩解東部和南部地區(qū)的用電壓力，可是輸電過程中的安全問題也愈加的突出。一般而言，電力系統(tǒng)越龐大，其安全事故發(fā)生的概率也就越高，近幾年的數(shù)次大停電事故證明了其中的危險性。而繼電保護(hù)作為保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的第一道防線，其好壞與否對于能否安全、穩(wěn)定的輸電有著決定性的影響。因此，加大對繼電保護(hù)技術(shù)的研究力度具有普遍的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，只能盡可能地提高安全維護(hù)技術(shù)，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。繼電保護(hù)作為維護(hù)電力系統(tǒng)安全的主要手段，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠及時地隔離故障，防止故障的影響范圍擴(kuò)大，避免造成大范圍停電事故的發(fā)生，同時將故障信息傳送至監(jiān)控中心，如此一來，工作人員就能夠及時地趕到故障發(fā)生地區(qū)解除故障，將電力設(shè)施的損失降到最低。可以說，建設(shè)智能電網(wǎng)并不是單獨(dú)地進(jìn)行智能電網(wǎng)系統(tǒng)，而是智能電網(wǎng)系統(tǒng)和繼電保護(hù)同時建設(shè)，在建設(shè)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的同時對電流保護(hù)、距離保護(hù)的原理做出及時的修整，從而保證定值的靈活性和適應(yīng)性，例如對輸電線路容量的調(diào)整、對溫度變化的調(diào)整、對電壓的調(diào)整、對輸入電流的調(diào)整等。在實(shí)際的運(yùn)行中采用人工智能技術(shù)，有助于處理更多復(fù)雜的非線性問題，進(jìn)一步推動繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)于調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種變化。

2 智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)技術(shù)

2.1 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成

目前，智能電網(wǎng)在計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遙感技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合傳統(tǒng)電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)有效地實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電、輸電、配電、用電環(huán)節(jié)的控制，保證了通信、安全與測量的一體化，同時也促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，使得繼電保護(hù)裝置無論是在反應(yīng)速度上還是可靠性上都有了很大的提高。就目前而言，繼電保護(hù)主要通過遙感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時監(jiān)控，及時地對收集信息進(jìn)行整理和分析，然后將分析結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)輸送到控制中心，由控制中心給予及時地解決。此外，智能電網(wǎng)繼電保護(hù)并不是僅僅針對保護(hù)對象進(jìn)行保護(hù)，還可以在保護(hù)對象之外發(fā)聯(lián)跳命令，對智能電網(wǎng)故障進(jìn)行自動修復(fù)，即使與電網(wǎng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的裝置出現(xiàn)問題，繼電保護(hù)也能夠有效地對其進(jìn)行隔離，從而保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)核心技術(shù)

具體來說，智能電網(wǎng)繼電保護(hù)核心技術(shù)主要有以下四個：一是廣域保護(hù)技術(shù)。即將電力系統(tǒng)中的子集看作是電力系統(tǒng)運(yùn)行的最小單位，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行繼電保護(hù)信息的收集與分析，從而迅速地找出故障原因并及時的處理。廣域保護(hù)技術(shù)的主要作用是從根本上解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)整定配合復(fù)雜的難題，提高了繼電保護(hù)的適應(yīng)能力；二是保護(hù)系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)。指的是繼電保護(hù)裝置本身要具有一定能力的自動重構(gòu)和自我診斷能力，未來繼電保護(hù)裝置設(shè)置可以在本身裝置出現(xiàn)問題無法運(yùn)作時能夠自動地去尋找合適的替代元件，從而恢復(fù)期繼電保護(hù)的功能；三是智能技術(shù)。在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中本身就已經(jīng)采用了部分智能技術(shù)作為支撐，這也促使繼電保護(hù)技術(shù)必須采用智能技術(shù)來收集智能電網(wǎng)系統(tǒng)信息，以便提高更加準(zhǔn)確的運(yùn)行信息。

3 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)可以說是目前將各種信息連接起來的最有效手段，智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)朝著數(shù)字化方向發(fā)展的今天將繼電保護(hù)信號與互聯(lián)網(wǎng)連接起來是必要的。因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)時代的繼電保護(hù)裝置本身就是一種智能終端，其對電網(wǎng)系統(tǒng)中的信息收集是自動的，然后通過網(wǎng)絡(luò)將信息輸送到控制中心，由控制中心給予解決，這可以說是一種另類的資源共享。

3.2 廣域化

繼電保護(hù)技術(shù)的信息化是隨著智能電網(wǎng)信息化發(fā)展而發(fā)展的，目前這已經(jīng)成為了控制電力系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。雖然說信息化并不是為繼電保護(hù)技術(shù)服務(wù)的，但是我們可以通過繼電保護(hù)技術(shù)的信息化來獲得廣域的信息，為控制中心做出決策提供重要依據(jù)。這有助于提高后備保護(hù)，安全自動裝置的性能。

3.3 靈活化

相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)來說，智能電網(wǎng)有著很多的優(yōu)點(diǎn)，其中一個重要的優(yōu)點(diǎn)就是輸電效率的大幅度提高。繼電保護(hù)控制方式不僅快捷而且靈活。智能電網(wǎng)中所采用的靜止無功補(bǔ)償、可控串聯(lián)補(bǔ)償、電能質(zhì)量控制、潮流控制器等裝置與技術(shù)，都使得繼電保護(hù)能夠更加的靈活運(yùn)行，為電力系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的穩(wěn)定保障。

4 結(jié)語

綜上所述，筆者認(rèn)為在智能電網(wǎng)時代，繼電保護(hù)裝置仍舊具有不可替代的作用，是電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要保障，對此我們需要加以重視，緊跟時代發(fā)展的腳步對繼電保護(hù)進(jìn)行研究。使得繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崟r地反映智能電網(wǎng)系統(tǒng)中各個元件的運(yùn)行狀況，及時地發(fā)現(xiàn)電力故障狀況并自動將故障部分與其他部分隔離，從而防止嚴(yán)重停電事故的出現(xiàn)，進(jìn)一步保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

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作者簡介：郭新杰（1974-），男，河南項(xiàng)城人，國網(wǎng)河南省電力公司調(diào)度控制中心工程師，碩士，研究方向：繼電保護(hù)整定計算和管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint