自適應繼電保護與前景展望

黃 元，鄧麗佳

（1.國網湖北檢修公司特高壓交直流運檢中心443000；2.湖北省超能電力有限責任公司宜昌直流工程分公司443000）

1 前言

在控制技術自動化、神經網絡、模糊邏輯等技術的作用下，自適應技術獲得了快速發展。該技術憑借神經網絡整合，得到了自動化控制能力。對于當前電網中時常出現的故障問題，使用該技術能夠快速識別故障，采取簡單有效的對應策略，實現了電力系統穩定運行。

2 自適應繼電保護功能

2.1 遠程信息

信息交互需要在特定通信方式中完成，能夠實現信息的相互傳遞。比如變電站和控制中心，就實現了繼電保護信息搜集。提高繼電保護信息準確性的關鍵點在于做好信息可靠性、及時性的控制與處理，這樣才能夠更加順利完成后續工作。

2.2 開關量信息

計算機保護搜集信息過程中，時效性是必須注意的問題。該保護依據在于斷路器開關分合信息。這對電網運行和管理來說意義重大。

2.3 實時信息

故障判斷需要依靠傳統繼電保護，在此過程中掌握故障信息，利用信息判別可能出現的問題以及電網時效性。自適應技術改變了這一流程，可以有效克服時效性判別缺陷［1］。技術人員發現故障以后可以直接完成組件信息保護，便利了后續的診斷和查詢。在縮短系統維護時間的基礎上，提高了故障處理效率和預防能力。

3 自適應功能信息處理方式

處理故障主要有兩種形式，這兩種形式都能夠實現自適應信息保護，包括模糊邏輯與網絡自適應。前者原理為應用模糊理論發揮自適應功能，達成保護目的［2］。后者因為有著容錯性能力，因此可以完成信息的實時控制與管理，完成了繼電保護需要。自適應系統能夠借助神經網絡處理與存儲相關信息，發揮自適應其他功能。使用神經網絡后自適應功能信息就能夠更加方便的接受與適應。其優勢在于應用神經網絡不受系統變化與外界影響，該方法對數據信息并不會造成過多影響，有效提高了故障處理效率。

4 電力系統中的自適應技術應用

4.1 過電保護

在自適應過電保護中為了及時的發現與控制電力系統線路故障，就必須做好當前值設計。如果實際電流處于系統控制范圍之外，系統就會啟動保護。運行過程中自適應保護有兩種目的，分別是短路保護與過載保護。保護過程會根據過載元件情況使用自適應技術。一般來說過大的瞬時電流都是在電力系統出現短路后引發的。因此短路后必須及時保護，應用自適應功能完成電路保護。使用該功能時應著重解決絕緣弱化問題，該問題是瞬時電流產生的主要原因。當然過載異常引發的短路同樣需要保護。電力系統電源線故障以后需要應用繼電保護裝置。結合實際情況切斷異常元件和異常故障。對沒有受到影響的元件選擇隔離方式。簡單來說就是哪里出現故障控制哪里，保護其他區域。

自適應保護能夠充分滿足負荷變化要求，實現自動改變和調整。為此就必須知道過電保護功能，一般來說該公式為IDZ＝KLHmax。假設線路此時出現故障，那么短路電流在小于IHmax情況信息，就必須及時監控符合電流。改變符合電流改變反時限，公式為t＝J（I）。電流保護的運行可以快速且有效的切除電流故障，在保障電流裝置靈敏度中發揮著重要的作用。

4.2 速斷保護

4.3 變電站信息自適應

電力系統的運行會受到許多因素的影響帶來眾多的變化。如電力系統本身的復雜性和繁瑣性使得繼電保護中必須全方位考慮系統功能。電力系統數字技術在多年的發展中已經實現了與網絡技術的融合。信息技術與人工智能技術的發展對管理來說需要實現自適應滲透。綜合信息網監測與控制需要收集系統中的全部信息，包括電壓值變化、實際電流、電器元件、開關裝置記錄，此外各個部件的影響要素與工作原理、應用過程、信息搜集能力等也是必須要了解的內容。只有了解了所有部件的工作情況、原理，才能夠最大化繼電器功能和優勢，自由的完成各部分零件功能調配。這是因為自適應技術可以幫助工作人員掌握所有零配件信息，當元件出現問題就可以及時挑選出這些故障，從系統中分離出正常的元件，減少誤差水平，控制系統故障與影響。在降低故障影響狀況的同時，達成繼電保護目的。

4.4 縱聯保護

高壓輸電線路保護中，繼電保護的選擇大多為縱聯保護模式。這種保護方式有著保護速度快的優勢。一般來說高壓輸電線大多會安裝兩個縱向保護。一個負責線路故障發現與保護，實時性是其最大的優勢。另一個負責對發現故障的針對性處理。縱聯保護比較常見的方法為電流相位縱聯保護和比較縱聯保護。使用縱聯保護的時候需要根據實際情況、條件仔細分析。充分結合不同縱聯保護優勢，選擇使用自適應繼電保護。

5 自適應繼電保護前景

5.1 在線整定計算

由于電力系統本身有著非常嚴格的要求，因此未來自適應繼電保護將會使用在線整定計算，完成所有裝置的獨立保護。相較于傳統計算方法，這種方法操作更為簡單。為了確保裝置的協調性，就必須進行整定值計算，優化系統裝置的性能。研究中使用自適應保護加快計算效率，滿足在線整定要求。在線整定將能夠優化預見功能。本文所提出的自適應電流保護具備在線整定能力。不過電力系統的整定計算任務實際上要遠比本文所設想的復雜。相信在未來科技的進一步發展尤其是繼電保護網的發展下，在線化整定計算時期必然會到來。

5.2 便捷化使用方法

在科技的作用下微型計算機將會成為未來社會科技的主流技術。微型計算機和傳統保護方式最大的區別便是能夠模擬。利用科學技術完成現場調試應用，有效的維護問題，達成有目的調試的要求。當前計算機技術仍沒有止步，仍舊在不斷發展。所以自適應繼電保護有必要充分結合計算機技術，發揮計算機智能化功能和作用，簡化計算機功能程序。

5.3 及時性的提高

當前國內對于模糊邏輯方面的研究仍舊存在一定不足和缺陷，為了獲得更為準確的數據，今后的研究應重點體現在結構方面的處理。數據分析時應做好神經網絡的定量分析，以此保障電力系統運作效率。

5.4 保護能力提升

電力繼電保護必須兼顧速動性、可靠性、靈敏性、選擇性要求，當然這四項要求實際上互有矛盾。為了保障自適應繼電保護性能就必須實現四項要求的辯證統一，做好四者的相互依存、相互聯系控制。傳統繼電保護認為靈敏性與選擇性是最基本的要求，而這對提高繼電保護有效性的發揮著更大的作用，能夠在千變萬化的形態下完成運行故障的及時處理。未來社會將會出現自動識別技術，這項技術在繼電保護中的應用能夠自動調整繼電保護的功能和性能，實現整定值、動作原理和理性控制，有著更好的繼電保護效果。

6 結束語

在電網智能化、數字化發展的過程中，繼電保護專業被人們寄予了厚望。自適應技術憑借著良好的智能性和可靠性得到了廣闊的發展前景。在算法不斷提升、計算機水平進一步發展的未來，自適應技術與繼電保護將會更加完美的結合，被廣泛使用在電網運行當中。在減少電網故障概率的基礎上，發揮繼電保護作用。