試述智能電網環境下的繼電保護

李彬

摘 要：我國電網現在向智能化電網一步步發展，從而保證對新能源的充分配置與利用，確保智能電網安全穩定運行便對電力系統繼電保護技術和管理水平提出了更高的要求。因此，本文首先介紹了智能電網的系統組成，闡述了智能電網下的繼電保護關鍵技術，并提出了繼電保護的變革與發展。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；組成；關鍵技術

引言

隨著我國經濟與科學技術的迅速發展，現代化智能電網已經逐步取代傳統電網，為我國電力系統更好更快地運行作出了巨大貢獻。傳統的繼電保護技術已經不能滿足智能電網繼電保護發展的需求，并且部分繼電保護人員原有的專業技能也有待提升，因此，新時期的繼電保護面臨著前所未有的挑戰。2009年，國家電網公司首次發布了“堅強智能電網”的發展計劃，這標志著我國正式開啟了智能電網的規劃與建設進程。智能電網的進一步規劃和建設，給電力系統運行環境帶來了越來越大的影響，我國智能電網環境下的繼電保護面臨著新的機遇與挑戰。

1智能電網的系統組成

電網技術體系、電網基礎體系、電網規范體系以及智能服務等四各個體系，是智能電網的重要系統組成部分。具有先進的控制、通信、信息的電網技術體系，旨在為智能電網提供可靠的技術支撐，達到電網的智能化作用。電網基礎體系是確保智能電網安全可靠的物質載體基礎。建設智能電網的一個重要的制度保障，電網規范體系包括技術和管理兩方面的各項規范、標準、各項指標的認證和評估體系。智能服務體系的主要作用就是保障智能電網的高效、經濟運行，達到實現社會能源與資源的最大化效用，努力為用戶提供增值和智能服務。

2繼電保護在智能電網環境下的關鍵技術

繼電保護裝置在電網系統中的作用主要就是檢測電網系統相關設備，實現電力網絡，繼電保護裝置未來將會向計算機化、網絡化以及智能化的方向發展，將會成為集保護、控制、檢測與通信一體的系統。智能電網的繼電保護技術主要有三大核心技術，包括關于保護技術、保護系統重構技術以及智能設備。以下就這幾個方面的技術進行簡要分析。

2.1廣域保護技術分析

廣域保護技術的原理就是以子集為單位的電網運行障礙分析和處理，以域為范圍采集的子集繼電保護信息，進行詳細的分析與判斷，通過一定的技術判斷出電網故障的主要原因，為后期采取措施提供依據，主要適用在電力網絡子集中。該技術主要分為兩大內容，第一，安全自動控制技術。安全自動控制技術主要針對的就是電網的故障處理，給電網自身產生的故障提供多種解決方案。另一種就是繼電保護技術，其作用就是能夠診定并配合復雜的電網故障問題，進行根治，最終消除故障提高電網的自身繼電保護適應能力。

2.2保護系統重構技術分析

電網的智能化發展要求繼電保護必須具有很強的自適應能力，能夠適應電網的運行方式與結構變化帶來的影響。而在這一方面，智能電網環境下對于繼電保護的要求必須要有重構的功能與自我診斷、自我修復等功能。譬如說，如果在電網運行過程中，繼電保護裝置有元件失靈的情況時，智能電網能通過一定的技術自動尋找到替換元件，并及時恢復繼電保護狀態。這種技術是傳統繼電保護所缺乏的，所以針對繼電保護技術的自適應能力要求，必須研究新的重構繼電保護系統。

2.3智能設備以及信息的電子傳感器技術

智能電網系統中存在著一個智能的控制設備，這種設備能夠控制智能設備系統中的元器件，與此同時，該設備還具有覆蓋面廣的特點。不僅覆蓋了包括電網發電、輸電等環節，更包含了變電、配電以及用電幾個環節。而新型的電子傳感器則是智能感應器的一種，在智能電網環境下，在智能運行設備上安裝這種電子傳感器，實現了對電網數據信息的實時收集，為智能電網的運行狀態分析及評估提供依據，同時。也是給電網的維護檢修提供精確參數的設備，有利于大規模提升繼電保護系統的性能。

3智能電網環境下繼電保護的變革與發展

3.1網絡化

隨著我國數字化變電站大規模建設與廣泛應用，智能電網環境下的繼電保護也正朝網絡化方向發展，出現了巨大的變革與進步。主要體現在：（1）實現了信息共享。變電站的網絡化促進了繼電保護信息的共享，變電站所有設備都緊密相連，使得繼電保護范圍大大拓展。（2）信息傳遞更加準確及時。在網絡化的環境下，繼電保護人員可以通過數字接口及時、準確地傳輸繼電保護信息，更好地監控整個智能電網，從而有效提高電網運行效率與準確性。

3.2數字化

目前，數字化是智能電網最大的特點，其主要表現在以下2個方面：（1）測量手段數字化，其主要通過各種數字接口與電子互感器實現；（2）信息傳輸數字化，傳統電網通過電纜傳輸狀態量和模擬量信息，而智能電網則通過光纖網絡傳輸數字信息。電子互感器體積小、絕緣性好，主要是利用光電轉換技術進行測量，這就拓寬了信號傳輸頻帶，增強了暫態性能，并且消除了傳統互感器的測量誤差，保障了測量的準確性，同時降低了互感器的故障發生率。未來繼電保護發展過程中，應進一步簡化其輔助功能，利用數字化傳感器提高繼電保護水平，以便更好地與智能電網的進一步建設和發展相配合。

3.3輸電靈活化

智能電網的智能化主要表現為它在很大程度上提高了輸電效率，使得整個電力系統可以得到更加靈活、有效的控制，這是由于在智能電網中應用了靜止無功補償器、電能質量控制裝置等先進裝備，有效地控制了電能質量和系統潮流。同時，交直流混合輸電技術在我國也得到了發展和應用，在增加電網中可控電力元件數量的基礎上，提高了輸電的靈活性。相比于傳統電網，智能電網主要采用電力電子元件，兩者差別明顯，這也對智能電網環境下的繼電保護帶來了巨大的影響。

3.4廣域化

近年來，廣域保護成為繼電保護技術研究的熱點。傳統的繼電保護僅僅能夠利用單端量和雙端量采集信息，而廣域保護可采集多點、多類型信息，實現對繼電保護的控制，最終作用于告警或跳閘。廣域保護有3種模式，分別是集中式、分布式以及站域集中與分布相配合模式。其能夠更加全面地檢測故障，從而更好地適應電力系統運行方式的變化，降低繼電保護裝置對于保護整定值的依賴性，并有效地提高系統應對振蕩、過負荷等不安全狀態的能力。隨著信息化技術的快速發展，我國很多地區正大力建設PUM和WAMS網絡，并有了初步的成果。WAMS網絡將成為智能電網控制環節的重要組成部分，其包含的廣域性能改善繼電保護設備的性能，提升智能電網中繼電保護裝置的安全可靠性。

3.5整定自動化

傳統電網中繼電保護只針對被保護的線路，保護范圍小而有限，并且保護整定值也因為保護的局限性存在一定的偏差，導致繼電保護存在缺陷和不足。而智能電網中的繼電保護則有效地將整個電力系統內被保護的線路和相關設備聯系在一起，對系統中各部分的運行信息進行整合，擴大了保護范圍，實現了保護的分布協同，提高了繼電保護的實時性與準確性。

結語

總之，智能電網的建設是電力系統的一次重要變革，是未來電網發展方向。在智能電網環境中，新一代的繼電保護裝置提高了裝置的性能，為信息的傳輸提供了便利的條件，智能電網推動了繼電保護的發展，使繼電保護向著網絡化、信息化和通信一體化發展。繼電保護的傳統技術在智能電網壞境下有明顯的不足，還有許多問題需要改善，但是經過專業技術人員的不斷探索與創新繼電保護技術將適應電網需要逐步向智能化發展，跟進電網建設步伐，為智能電網建設與發展保駕護航。

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