我國電力系統繼電保護現狀及發展趨勢探討

摘 要：本文首先對我國國內電力系統繼電保護相關技術的發展做出了簡單的梳理，以此為基礎著重對我國國內電力系統繼電保護相關技術的未來發展進行了探討。就發展趨勢來看，隨著計算機技術、網絡技術以及人工智能等相關技術的發展，電力系統繼電保護下一步的發展方向為綜合自動化。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.195

1 引言

想要保障電力系統的安全運行離不開電力系統繼電保護技術，它是提高電力系統經濟效益的行之有效的技術。隨著計算機技術的發展，其相關控制技術不斷的被引入到電力系統繼電保護之中，這就使得計算機化、網絡化、智能化成為了未來電力系統繼電保護技術的發展趨勢，這也是當前繼電保護技術呈現出的幾大特點。

我國在吸收國外先進技術的基礎上，不斷開展繼電保護的學科建設，加強技術創新，不斷進行人才的培養，從無到有，到如今已經建成了一支不僅具有理論基礎同時也擁有豐富經驗的人才梯隊。經過近60年的不斷發展，到現在我國繼電保護的體系已經基本形成，能夠系統的進行繼電保護技術的研發、設計、維護以及教學等各種任務。

2 我國繼電保護的發展現狀

晶體管繼電保護在20世紀60到80年代被廣泛采用，相關技術也得到了蓬勃的發展。上世紀70年代，我國已經開始著重研究集成電路保護，主要是基于集成運算放大器方面的研究。到上個世紀80年代，相關技術的研發已經初具規模，基本的體系已經形成，自此，集成電路保護技術逐步取代60年代的晶體管繼電保護技術。到上個世紀90年代，集成電路保護技術占據了電路保護的主導地位，相關技術的研發、生成以及應用得到了充分的發展。在計算機繼電保護方面，我國從上世紀70年代末就開始了相關的研究，例如1984年輸電線路微機保護裝置的研發成功，開啟了我國國內輸電線路微機保護裝置的先河，使我國繼電保護相關技術邁入了嶄新的時代。我國繼電保護技術在上世紀90年代就全面進入微機保護的時代。不同機型和不同原理的設備和微機線路被不斷的發展和運用，一批又一批性能優異，功能完善的繼電保護裝置相繼投入使用，與此同時相關的理論研究也取得了非常優異的成果，微機保護算法和軟件方面相關的研究得到了充分的發展。

3 電力系統繼電保護發展趨勢

3.1 計算機化

根據摩爾定律，計算機芯片上的集成度每隔18至24個月就會翻一番，也就是說計算機性能在成倍提高的同時，其價格同時卻在不斷的降低。目前，微處理機技術也在不斷的發展，主要體現為不斷提高的功能，得到極大擴充的硬件資源，以及不斷融合的相關技術，這就使得微處理機的運算性能得到了顯著的增強同時其功能也不斷的得到了極大的豐富，諸如嵌入式網絡通信芯片等技術的研發。這些技術的不斷發展，使得冗余設計成為可能，相關的設計也變得更加方便、快捷和靈活。

在2000年我國國內220kV及以上系統的微機電力保護覆蓋率為44.9%，線路微機保護已經超過85%，至2008年底，我國220kV以上系統的微機保護覆蓋率已經提高到75.3%，線路的微機化覆蓋率為已經高達98.1%。也就說，這幾年來，我國電力保護技術得到了充分的運用，可靠性能不斷提高，因為在實際的運行過程中，微機保護的正確動作率要顯著的高于其他保護技術0.2至0.3個百分點。

繼電保護裝置的一個重要的發展趨勢就是計算機化，它是未來繼電保護發展的一個重要特點。就目前的發展趨勢而言，電力系統微機保護技術已經呈現出如下特點：要求更大容量的儲存空間用來存放故障信息、要求更強大處理功能用來繼續快速的數據處理、要求更強大的通訊功能用來和其他保護、控制裝置進行數據共享。

3.2 網絡化

電力系統網絡保護是相關技術融合的產物，包括計算機、通信、網絡、微機保護等相關技術，各種技術通過計算機網絡進行融合，從而實現對電力系統的種種保護功能，網絡化的最大優點就是可以進行數據共享，從而可以使高頻保護得到實現。繼電保護裝置的另一個重要的發展趨勢就是網絡化，它以計算機、網絡、通行等相關技術為基礎。網絡保護系統最大的優點是可以采取簡單卻又十分可靠的拓撲結構，諸如總線結構、環形結構、星形結構等可以實現各個市電力系統的保護。

一般來說有兩種模式的分站保護系統，第一是現有微機保護的利用，第二就是重新組建新的系統，分站系統保護管理機可以實現各種保護功能。正因為在電網中繼電保護具有的很大的重要性，所以必須要確保網絡保護系統安全的運行，也因此需要采取相關的安全控制策略。

3.3 智能化

伴隨著計算機技術的快速發展，其技術也不斷被應用到電力系統繼電保護的領域，產生了新的控制方法和原理。尤其是人工神經網絡模糊邏輯、、遺傳算法、等理論發展使得人工智能技術的不斷提高，其運用的領域也越來越廣，使得繼電保護的研究邁向更高的層次，各種新技術不斷得到應用。舉例開說，目前較新的是，運用人工神經網絡來判別電力系統的故障類型、測定電力系統故障距離、、保護電力系統主設備等。使用這樣的神經網絡，只要樣本足夠詳細，就能在出現故障時自動判別，及時處理。

伴隨著人工智能的發展，各種新的方法、技術層出不窮，不論從應用的范圍和深度來說，其在電力系統繼電保護中的運用都得到了進一步的提高，也使得繼電保護領域充滿了活力。通過人工智能來分析、判斷、確定電力系統的故障，從而達到對繼電系統的保護，相關技術的融合是未來的一大發展趨勢。相比于其廣大的應用前景，目前我國在人工智能的應用方面還處于初步階段，需要進一步的豐富理論研究，進一步完善相關技術的應用。相信隨著計算機技術、通信技術等相關技術的發展，可以推測，未來通過人工智能技術傳統的電力系統保護的難題會不斷得到解決，在操作方面也會變得更加智能和方便。

3.4 綜合自動化

目前，高壓、超高壓變電站正經歷了一場技術的創新浪潮，其原因離不開現代計算機、通信以及網絡技術的發展，相關技術的推進從根本上改變了目前電站的監視、控制和保護。綜合自動化在繼電保護中不斷融合，具體可以體現為功能的集成以及信息、資源共享，實現智能控制。通過使用遠方終端單元，可以實現電站信息的測量、控制以及統計，相關信息可以全部納入到計算機系統中，取代了傳統的控制保護屏，不僅能降低電站的占地面積同時還能降低電站的設備投資，

同時其可靠性也得到進一步提高。

綜合自動化系統取消了傳統的二次系統各專業之間的界限以及設備的劃分，可以實現保護裝置與控制中心的自動通信，使得繼電保護邁入了新的層次，這也是未來電站技術發展的一種趨勢。隨著相關技術的發展，擁有更加齊全的功能、更高程度的智能化、更完善的保護系統的綜合自動化系統，在未來一定會不斷出現，并且不斷被應用到我國的電網建設之中，會使得我國的電網技術達到暫新的水平。

4 結語

隨著計算機、網絡、人工智能等相關技術的發展，電力系統的繼電保護技術一定會不斷更新不斷發展。理論和應用方面的研究，會使得繼電保護技術的原理不斷得到突破，在應用層面也將不斷得到改革。從數字化到信息化以及綜合自動化，任重而道遠，需要我們廣大的繼電保護工作者奉獻自己的一份力量。

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作者簡介：孔海波（1983-），男，山東曲阜人，碩士，工程師，研究方向：電氣工程領域。