智能電網的供配電繼電保護整定技術分析

王馳

（武漢晴川學院，湖北 武漢 430204）

智能電網的供配電繼電保護整定技術分析

王馳

（武漢晴川學院，湖北 武漢 430204）

智能電網技術在我國還處于初步發展時期，本文通過分析智能電網的基本特點和主要應用模式，在當前常規的供電網絡繼電保護運行特性的基礎之上，指出了國內繼電保護相應技術中存在的問題，并以智能電網運行基本要點作為著眼點，分析了傳統繼電保護裝置與智能電網繼電保護裝置的區別，提出了對智能電網繼電保護運行技術發展的建議，并對新型的智能電網繼電保護動態整定技術進行了簡要的敘述。

智能電網 ;繼電保護 ;動態整定

1 國內繼電保護整定技術發展現狀

當前，隨著我國電網裝機規模的不斷擴大，我國的智能電網正在以特高壓電網作為主要發展方向，依托特高壓電網為骨干網架并應用相應的先進通信技術和控制技術，進一步加強數字信息化的智能創新電網。智能電網的發展也推動了控制和通訊技術的進一步發展。正是在這種前提下，繼電保護裝置才有了新的發展空間與技術基礎。同時電力系統繼電保護裝置的類型也隨著電力系統的不斷變化而發展，繼電保護裝置是否能夠適應當前電網的運行特性并穩定發揮作用是我們現在應該考慮到的問題。各級電網系統的繼電保護裝置的整定計算，也在面臨著更加數據精確化和控制嚴格化的要求。

面對新的電力系統的新型智能化要求，舊的傳統的電力系統繼電保護整個系統已經不能夠適應新的要求，因為傳統電力系統繼電保護整定計算技術會受到計算機或者服務器計算性能和速度的限制，對于電力系統運行規定的響應時間需求，不能夠保障其時準確以及及時性，只能通過被動的適應來反映系統出現的故障和異常情況。傳統的計算系統對系統的偶然性故障采取的預處理機制不能夠滿足在極端情況下系統因故障需要停止兩個以上元件或一個大型元件的情況，必須要通過人工效驗和修正的方式來對數據庫進行校驗，在這種情況下，電網實時運行性能不能得以有效反饋，容易帶來系統安全性的各種問題。總之由于傳統的整定軟件不能夠進行整體化智能化的計算，并且其實際的計算性能受到各種因素的影響，不能夠準確處理系統中出現的偶發事件并給予相應的調整保護措施，給電網運行帶來了時間上的延滯性和處理上的復雜性。

自上個世紀八十年代開始，我國整定軟件隨著信息時代的發展而步入迅速發展時期， 隨著我國整定軟件的進一步應用，進行智能化建模方式已經進一步取代了數據計算建模方式。不過這種計算方法雖然先進，但是由于缺乏實際的應用基礎導致進行定值計算的保護能力有限。并且由于缺乏相應的實際地區的電網分析模型，沒有實現真正的可視化分析技術，在指定的區域擴展能力不足，所以實用性并沒有得到認可。我國部分地區雖然采用了最新的整定軟件，但是還是很難保證對智能電網的跟進分析。而對我國其他地區的整定軟件而言，雖然實現了區域性的聯網，但并沒有采用最先進的計算技術，也不能算是根本性的變革，這種現狀難以適應我國電力系統運行提出的最新標準，對我國電力系統發展進程存在一定的阻礙。

2 智能電網應用與智能電網繼電保護裝置技術的分析

在國際上，早期的智能電網概念是由美國的IBM 公司提出的，它主要是為了解決電網的安全運行以及提供可靠工作性能等主要問題。這其中的主要流程首先是通過利用傳感器來提高系統和設備的數字化程度，并且進一步整合數據進行體系優化，從而把控好整個系統中電力流動輸送的各個環節，提高企業的運效率并顯著降低系統的經濟成本，提高企業經濟效益。

而在國內，早期的智能電網發展領域是基于能源專家吳建東提出的互動電網基礎之上的，它主要是定義在開放的互聯信息模式基礎上，通過相應的數字設備以及電力網絡管理系統實現的。這種模式可以讓電網從一系列的生產、輸送、供應、使用過程中進行分級調度和管理，并且可以通過新型的反饋制度來完善整個電力基礎設施體系的效能，實現電網價值的高效利用以及推動我國的電力系統產業新變革和管理模式的理念轉變，推進分布式全面能源管理，實現能源使用效率最大化。

智能電網的主要特征是根據用戶所需的電能質量進行不斷改善，減少來自輸電和配電系統中，發生的故障和存在的問題，并且由于開放式交互系統的存在可以準許各類不同發電和儲能系統的接入與使用，促進優化電網系統的智能效應。而從某種意義上來講，智能電網的應用，對新型清潔能源的調度是有利的，它可以通過相應的動態判別模式以及相應的計量系統通過對發電和用電設備功率優化負荷平衡技術系統，來進行優先化的選擇。這種智能電網不僅僅可以，將發電廠發出的電能直接配置到用戶，還可以對各種類型的新能源清潔能源進行有效配置，并且通過智能電網中的信息交互，實現對電網安全運行的有效保證。

智能電網中，繼電保護裝置是通過電子式互感器以及合并單元來實現系統中對各種參量的采集和處理的。而常規的電網繼電器保護裝置往往會在數據的采集過程中存在電流互感器飽和，以及傳遍誤差等現象產生一定的差動現象，智能電網的繼電保護裝置可以通過上述的互感器，完成對電網系統中電氣數據的采集，從原理上講，這種方式可以在脫離硬件的前提下對故障實現更加準確的反應和動作。智能電網的各類繼電保護是建立在傳統的繼電保護配置基礎之上而又兼具了相應的 GOOSE 網傳輸跳閘命令和啟動失靈，重新合閘等功能的。

對于智能電網的變電站繼電保護而言，核心應用是依靠先進的網絡技術將采集來的保護信息傳遞至上層的控制端，并設備運行過程中的相應的動作信息和故障錄波等數據，以及對變電站的監控信息進行發包處理，實現變電站故障信息的綜合分析和決策。智能電網的變電站繼電保護及相關設備一般是要求雙重化原則進行配置，具體來說就是在每套完整且獨立的保護狀態下的，應當配置兩套或多套各自獨立的裝置，保證在一套裝置保護異常的情況下能夠有另一套起到對設備的保護，提高系統的安全性。所以這兩套保護的跳閘回路應當和兩個智能電網終端分別對應起來，而這兩個智能終端也應當對兩個跳閘線圈進行分別對應。220KV 及以上的智能變電站母線保護裝置一般是采用或者雙重化配置母線進行保護的，如果在實際情況中繼電裝置元件數量比較多，應當采用分布式的母線保護裝置，以保證繼電操作的安全性。

3 對于智能電網的繼電保護整定技術分析

智能電網發展過程中對及交互雙通的通信功能要求更高，并且對實現控制核心區域與電網設施信息交互的高效化處理的要求更高。在智能電網中，對于相應的保護措施的快速性的要求，主要包括電力系統所裝設的快速保護，無延時的保護段以及縮短縱聯全停臨時縮短的距離時間定值，而相應的繼電保護也往往是建立在上述措施的基礎之上的。智能電網具有一定的規模后聯系應當是相當緊密，同樣繼電保護裝置也應當是完善的。在智能電網的繼電保護運行中相應的合理運行方式能夠對保護性能的發揮以及提升保護裝置經濟效益起到至關重要的作用。繼電保護整定計算是建立在常見的運行方式基礎上的，這種常見情況我們認定它為正常運行與被保護設備相鄰的一回線或者有一個元件發生故障，保護還能夠進行正常的反應動作。原則則是以單一設備的常見故障與計算依據，沒有進行相應的復雜故障。在智能電網動態整定技術的快速計算能力前提下，為了提高繼電保護定值的正確性，國內有關學者提出了（N-X）概念，就是經過輪換停止 X 數量個系統元件，該繼電保護定值依舊能夠適應這X個元件的停役方式。

4 結語

智能電網的繼電保護動態整體技術的不斷發展，對智能電網本身具有特點的進一步擴展，讓更可靠、更高效、更環境友好的電網運行供應至社會經濟發展，并且可以通過對傳統電網加以借鑒并注入新鮮活力，實現對智能電網的繼電保護整定計算，如在計算速度和計算效率上采用更先進的控制和分析技術進行動態跟蹤。總之，智能電網的繼電保護整體技術應當是具有良好發展和廣闊的應用前景的，我們應當加強對動態整體技術中存在問題的探討，讓智能電網應用化水平進一步提高。

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文獻標識碼： 文章編號：1671-0711（2017）03（下）-0097-02