智能電網環境下的繼電保護技術

康凱　郭凱　劉際成

摘 要：我國社會經濟發展水平不斷提高，對于電能的需求也越來越大，傳統電網已經越來越無法滿足用戶的用電需求。為此，我國電力行業加大電力技術開發和應用，逐步推行智能電網，極大提升了供電的穩定性和兼容性。為確保智能電網系統的安全性，采用相應的繼電保護技術具有相當的必要性。本文首先闡述智能電網環境下繼電保護的重要意義，對智能電網系統的構成進行簡要分析，進而對智能電網環境下繼電保護技術進行探析，并最后指出繼電保護技術未來發展方向，以期為我國電力企業技術研發提供重要借鑒和參考。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；發展方向

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.129

0 引言

現代化的智能電網取代傳統電網是時代和社會發展的必然結果，其極大提升了我國電力系統的運行效率，緩解了電力供應的巨大壓力。然而，原有電網繼電保護技術并不能應用在智能電網當中，加強新型繼電保護技術研發，成為電力企業和相關研究者的工作重點。在當前廣泛應用的繼電保護技術基礎上進行有效改革和創新，才能為智能電網長足穩定運行提供重要保障。

1 智能電網環境下繼電保護的重要意義

我國人口基數較大，且總體數量在上升當中，電力用戶數量也在不斷增加。同時，城市化發展速度越來越快，城市用電需求急劇增加，這樣一來，電力企業面臨的供電壓力也就空前巨大。為緩解供電網絡的巨大壓力，提升電網運行效率，電力企業著力于智能電網的開發應用，已經取得了較大突破。

然而，智能電網同樣存在故障和失效問題，通過繼電保護技術這一有效防御手段的保障，才能確保電網運行的安全性和穩定性。繼電保護技術會在電網發生故障時自動進行故障設備切除，并向相關工作人員發出報警信息，以提醒其盡快發現并解決故障，恢復智能電網的正常運行。繼電保護極大提升了智能電網的運行安全，使得用戶用電需求得到保障，電力企業也能最大限度避免巨大經濟損失。

2 智能電網系統構成分析

相較于傳統的電網系統，智能電網系統的功能性和效率性更加突出，但其系統組成也更加復雜。除電網技術體系和電網基礎體系外，智能電網還包括電網規范體系和智能服務體系。智能電網系統不僅實現了電能的有效管理和輸送，還能通過通信技術確保供電企業對系統運行狀況的實時掌控。在建設智能電網系統時，除強化技術和管理外，還應擁有智能服務體系，以不斷提升供電服務品質，使得用戶在享受基本電能服務的基礎上，能夠獲得增值性和智能化的其它服務。

3 智能電網環境下的繼電保護技術探析

3.1 廣域保護技術

所謂廣域繼電保護技術，指的是以子域作為分析單位，對子域內繼電保護信息進行有效采集，并對其進行域內和域外的綜合判定。廣域保護技術的主要優勢在于其能實現自動化控制，在確保智能電網運行安全性上有著巨大優勢。同時，廣域繼電保護技術極大加快了保護動作實施時間，且顯著提升了其與電網的保護配合，使得繼電保護效率大大提升。其較強的自適應判斷能力和保護能力，使得其在電網診斷和恢復上更加智能和高效。

3.2 保護重構技術

保護重構技術的主要作用是對繼電保護系統進行在線配置和重組，確保其與電網結構相符合，大大優化了繼電保護效果。同時，保護重構技術能夠對繼電保護系統元件進行實時監測和診斷，及時發現存在的隱性問題和故障，并在發現失靈故障后自動進行替代，以恢復繼電保護系統的運行，達到自我發現和自愈功能。這樣一來，有效避免了繼電保護故障問題導致智能電網故障，大大提高的智能電網運行的穩定性。

4 智能電網環境下的繼電保護技術發展方向

4.1 向著數字化方向發展

隨著電力服務升級需求的不斷加大，智能電網需進行有效升級，繼電保護技術也必然要進行相應的發展和優化。未來繼電保護技術的重要發展方向之一即數字化。首先，測量主要通過數字接口配合電子互感器實現，使得測量走向數字化；其次，未來的信息傳輸將通過光纖網絡進行，其不僅速度更快，且準確性大大提高。因此，信息傳輸數字化也將是繼電保護技術數字化發展的重要體現。

4.2 向著網絡化方向發展

網絡技術的便捷性已經體現在人們日常生活的方方面面，繼電保護技術的未來發展也將充分與網絡技術結合起來。通過網絡進行信息的傳遞和共享，繼電保護人員將相關信息通過網絡技術進行傳遞，不僅準確性大大提高，且其時效性也顯著提升。同時，變電站的網絡化變革將促進繼電保護信息的網絡化，設備間的網絡聯系使得信息傳輸更快，繼電保護系統所涵蓋的范圍也將更加廣泛。

4.3 向整定自動化方向發展

自動化是現代科技研究的重點之一。當前電網中繼電保護技術僅實現對被保護線路的控制和保護，其影響范圍相對較小，且其保護整定值也存在著一定的偏差和不足。未來的繼電保護技術將實現其整定自動化，能夠實現電力系統被保護線路的有效控制，還能對系統中所有部分運行信息進行收集和整合，其保護范圍得到顯著擴大，且保護的協同性顯著提升，對于智能電網的保護效果也實現其實時性和準確性。

4.4 向著廣域化方向發展

除目前已經應用的廣域保護技術外，繼電保護技術還將向著廣域化方向繼續發展。廣域保護即對于系統設備進行多點和多類型信息采集，其反應速度更快，保護范圍也得到極大擴展。除分布式和集中式外，通過站域內兩者結合下的方式，廣域保護對于系統故障的檢測范圍更加全面，即便電力系統出現運行方式的改變，也能夠實現全面檢測和準確檢測，大大提高電網運行的安全性和可靠性。

5 結語

我國智能電網建設速度加快，繼電保護技術也應進行同步升級和更新。電力企業在充分認識到繼電保護技術對于智能電網運行重要作用的同時，加強技術研發和應用，并在實踐中進行有效優化，以滿足智能電網不斷增加的運行需求，確保電網運行的安全和穩定性。

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