智能電網環境下繼電保護技術的分析

摘 要：伴隨社會的不斷發展，人們對于電力的需求量與日俱增，電網作為電力事業的重要組成部分，目前逐步趨于智能化發展形勢，繼電保護技術的應用使得智能電網安全性能得以提高，對電力事業發展起促進作用。本文對智能電網及繼電保護的意義進行簡要概述，對智能電網環境下繼電保護技術進行歸類，最后對智能電網環境下繼電保護技術的應用及發展趨勢進行分析。希望我國電力事業得以更好發展。

關鍵詞：智能電網；繼電保護技術；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.163

0 前言

隨著智能電網的不斷發展，電力系統逐步趨于穩定，而繼電保護技術作為智能電網的關鍵技術之一，對于電網平穩安全運行起到保障作用。我國于2009年開始對智能電網進行建設，其目的是對電力緊缺問題進行解決，當前由于科技的不斷發展，對于繼電保護技術又有了更高的要求。因此有關部門要對繼電保護技術進行優化及升級，發揮其實質作用，確保智能電網平穩運行。

1 智能電網概述

智能電網在物理性電網的基礎之上，將計算機技術、現代化通信技術、信息技術和新興傳感測量等技術加入其中，進而構建的一種新型電網模式。智能電網可對生態環境起到改善作用，同時對于能源資源緊缺問題進行解決，極大程度對能源進行了節約，促進可持續發展[1]。智能電網主體覆蓋為直接從電廠將電輸送至用戶，輸配電系統內部全部節點信息和電能彼此進行雙向流動，繼而形成傳輸網絡。我國在進行電力系統發展時，對負荷側和電源側、需求側和供給側進行平衡及更新，利用最新材料及設備、施工工藝及施工技術，來對傳統電網進行優化升級，將其逐步轉變為綠色化、信息化、智能化的電力網絡。

2 繼電保護的意義

在智能電網環境下，繼電保護有其獨有的意義。我國目前，人口具備人口基數大、增長快、總量多等特點，人們對于電力的實際需求在不斷增大。此外，伴隨我國城市化建設的逐漸加快，城市各區域對于電力的需求也在與日俱增。這無疑給現有的供電企業帶來極大的挑戰及壓力，因此智能電網應運而生，對于目前供電網絡的壓力進行適當緩解，將電網整體運行速率進行提升，供電量被加大，對于各項需求可以有效進行滿足。目前，我國智能電網建設在不斷開發和研制下，已經取得了不錯的成績。可在對智能電網建設進行不斷創新與突破時，依舊發現了一些問題。智能電網和傳統電網類似，因此也會發生失效和故障的狀況，繼電保護技術作為改善狀況的有效技術手段，可對智能電網實際運行時提供安全保障。繼電保護技術在智能電網出現失效及故障時，可立即進行預警同時對故障設備自動進行切斷，有關工作人員聽到預警則可及時進行故障處理，智能電網可及時恢復正常工作[2]。智能電網環境下繼電保護技術，其實質含義是對智能電網運行起到安全保障的作用，確保用戶用電時的安全性，對于供電企業實際供電時有可能承擔的風險進行降低。因此，繼電保護技術在智能電網建設中極為重要。

3 智能電網環境下繼電保護技術的分析

3.1 保護系統重構技術

和傳統電網相比，智能電網環境下對于繼電保護系統要求更為嚴苛，以此需在繼電保護的作用下使得電網更加智能化，對于繼電保護系統自身適應力進行提升，進而對智能電網的機構變化及實際運行進行保障。對于自身適應力方面，繼電保護系統要具備自我診斷和自我修復功能，也就是涵蓋自我重構機制。比如，當繼電保護系統內部元器件出現問題，自我重構機制自行切換至備用元器件，對于電網功能進行及時恢復，同時將發現問題直至問題處理完畢整體工作流程反饋回電腦終端，便于有關人員及時將問題元器件進行替換，確保變電站平穩運行。

3.2 廣域保護技術

通常來講，在規定范圍內對于智能電網網絡子集的繼電保護信息進行采集，從而對收集回來的數據進行整理、分析進而進行處理的技術，稱之為廣域保護技術。該技術可對信息技術采取系統分析的方式，在此基礎上對于故障原因進行發現，以便可以對故障問題進行針對性的解決[3]。此外，該技術涵蓋繼電保護功能以及安全自動控制功能。該技術可對電網內部具體運行情況進行綜合考慮，一旦運行標準高于安全閾值，則會對電網進行自動關閉，防止故障進一步擴大，對于電網起到安全保護作用。而安全自動控制功能具體是對電網自身故障進行處理，也就是非硬件故障處理，利用智能電網系統來對故障終端進行有效處理。

3.3 智能傳感技術

智能電網較傳統電網相比，最大的優勢就是具備智能化，即可自動對電網實際工作情況進行綜合分析，出現電網故障時可對其進行適當處理及解決，進而對智能化設備進行全方位的管理。加之，目前智能設備在智能電網中應用越來越多，對于電能進行儲存、傳輸、使用等方面均可進行智能化操作。而電壓智能傳感器作為智能電網中的重要構成之一，智能變電站在實際運行時，由于電壓智能傳感器的存在，可自行將變電站運行電壓進行收集，同時系統分析電力設備實際運行數據，不僅可對繼電保護進行強化，還可在進行電網故障修復時提供有效的數據支持。

3.4 網絡通訊技術

繼電保護以智能電網為背景，對于有關數據信息進行傳輸時勢必要通過網絡進行。因此，要對網絡通訊技術進行研究強化。從電力電子角度考慮，目前大功率電力電子設備成為智能電網系統中的主體，其中包括高壓直流輸電、柔性直屬電流等等。而對網絡通訊技術進行應用，可將傳感器所收集到的數據信息進行及時傳遞，變電站中智能設備實際運行所產生的數據會實時在終端上得以體現，為有關工作人員實際工作中提供數據支持，促進智能電網的發展。

3.5 仿真及控制決策技術

仿真技術可對智能電網工作運行情況進行預測分析，利用計算機作為載體工具，對數字化進行仿真處理。而控制決策技術則是根據仿真技術得來的結果來進行決策，實現對智能電網運行狀況進行科學、合理的管控。這兩種技術起到確保智能電網安全有效運行的作用。通過仿真技術來對收集到的數據進行數字化仿真處理，將結果傳至決策系統中去，系統將標準信息閾值與所得數據信息進行比較，進而自動做出相應決策，從而對電網系統起到保護作用。

4 智能電網環境下繼電保護技術的應用及發展趨勢

4.1 繼電保護技術的應用

目前我國電力事業已經步入了一個全新的時代，對于過去繼電器中的各類問題進行有效解決，徹底實現了電網智能化的升級目的。利用新型繼電保護技術，可對有關信息進行收集、分析、整理、傳輸、處理及應用。此外，在智能化的市場大環境下，更為智能的繼電保護裝置走進市場，在智能設備的基礎上，則可對所有電力設備達成遠程監控的目的。目前，我國智能電網還存在些許不足，因此智能繼電保護技術則會成為日后發展的主體，對于信息數據實現智能傳輸的目的。因此，要對智能化儀器、智能化設備進行全面對推廣，在智能電網內將該類設備進行連接，對于二次回路接線起到簡化作用，便于電網日后的維修工作。此外，利用數字化繼電保護技術，對于智能電網保護性能進行提高，進而起到促進智能電網發展的目的。結合智能電網發展情況來看，日后新能源勢必會融進電力領域，生物能、風能、太陽能所占比例會更高，對于傳統能源逐步進行替代，進而減輕電網運行而對自然環境造成的影響。

4.2 繼電保護技術自動化發展

自動化目標的實現是目前科技發展的重要工作之一。目前，我國智能電網環境下的繼電保護技術，僅是達到了對設定好的線路進行保護及控制的目的，而其他未設定的線路則不在保護及控制的范圍內，因此繼電保護技術覆蓋區域不全，進行保護整定值也存在適當的不足及偏差。想對上述問題進行合理有效的解決，則需適當對繼電保護技術進行合理調整，最終實現系統整體自動化的目的，不僅要對電力系統內設定的線路進行合理保護及控制，還需對電力系統內部全部運行信息數據，進行有效收集及整理。進而對繼電保護技術的保護區域進行擴充，提升其影響力。此外，要對繼電保護技術協同性進行加強，使其可對智能電網進行實時有效的保護。

4.3 繼電保護技術廣域化發展

目前，繼電保護技術正走在廣域化發展的路上，在智能電網中廣域保護技術也相應得到適當的應用。廣域化保護具體為在系統設備內部進行多點、多類信息的收集及整理，最大的特點就是反應極快，在已有的基礎上保護區域得到極大的延展。除去集中式及分布式兩種模式以外，還可在站域內適當將兩者結合，致使在進行電力系統故障檢測時更為系統及全面，即便其運行方式出現變化，對于檢測的準確性及全面性也不會造成影響，可對智能電網實際運行時的可靠性及安全性進行提高。

4.4 繼電保護技術數字化發展

由于社會的迅速發展，導致電力需求急劇加大，智能電網要依據實際需求狀況來對其進行升級及調整，由于新系統技術的不斷進步及發展，繼電保護技術發展趨勢逐步呈現數字化，具體體現為信息傳輸及測量手段。目前，智能電網對于數字化極為依賴，因此繼電保護技術可對信息收集及分析二者進行關聯。結合現下情況來看，繼電保護技術在數字化發展中的具體體現為：智能電網中光纖技術應用較廣，以前傳統電網內的模擬量及狀態量，皆由數字信號進行取代。而智能電網內數字接口及傳感器均已實現了數字化的轉換。從上述方面可以看出，繼電保護技術在數字化發展的推動下，有了極大程度的提升，互感器測量及信息傳輸情況更具精準性。

4.5 繼電保護技術網絡化發展

目前，我國網絡技術整體發展已邁入較為成熟的階段，在人們的日常生活中網絡技術無處不在，給人們帶來極大的方便。日后繼電保護技術的發展會日漸區域網絡化。由于網絡系統對于信息傳遞極快且十分便捷，因此智能電網中勢必會利用網絡來對信息進行傳遞及處理，對智能電網進行故障維修及安全監測時，有關人員可利用網絡來進行信息的傳遞及互換，此種方式可有效對信息傳遞的準確性加以確保，時效性也有所提高，重要信息可及時送至有關人員手中，便于有關人員及時做出決斷。加之，變電站網絡化可對繼電保護信息網絡化起一定推動作用，信息得以在各設備間快速有效的進行傳遞，一定程度上擴展了繼電保護系統覆蓋的范圍。

5 總結

綜上所述，智能電網在用電需求與日俱增的情況下，具備廣闊的發展前景，由于繼電保護技術自身獨具優勢，因此要對其進行充分發揮從而實現智能電網平穩安全運行的目的。目前，繼電保護技術的應用仍存在些許不足，有關部門要加強對于繼電保護的研究，落實繼電保護工作，讓繼電保護技術具備智能化、高效性等特點，進而促進我國電力事業平穩發展。

參考文獻：

[1]潘青藝.智能電網環境下繼電保護技術的分析[J].中國新技術新產品，2017（21）：26-27.

[2]王震，李魯燕，李潔.對智能電網環境下繼電保護技術的分析[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2017（01）：165-166.

[3]成景屏.智能電網框架下的繼電保護技術分析與研究[J].江西建材，2017（14）：199.

作者簡介：張倩（1984-），女，陜西潼關人，學士，講師，研究方向：電力系統及其自動化等。