智能電網環境下電力系統的繼電保護探究

馬千里

【摘 要】本文首先闡述了智能電網環境下的繼電保護，接著對智能電網環境下的電力系統繼電保護的相關內容進行了分析。

【關鍵詞】智能電網；電力系統；繼電保護

1智能電網中的繼電保護概述

1.1智能電網繼電保護的構成

隨著我國智能電網的不斷發展，對于繼電保護的要求也在逐步提高。而由于智能電網的供、發電形式與傳統電網之間存在差異性，在繼電保護方式上也存在著一定不同。而信息、網絡技術與智能電網的逐步融合，是促使智能電網進一步發展的關鍵。智能電網中的繼電保護就是指使用傳感器對電網進行設備的監控，然后在網絡上進行信息的整理和分析。通過這種方法降低一定程度的干擾，以此避免大面積停電現象的發生。

1.2智能電網環境下對繼電保護的新要求

在智能電網時代背景下，智能電網需要與繼電保護技術共同發展、相輔相成。智能電網是國家基礎設施建設的重要組成部分，因此需要智能電網具備較強的自愈性。因此，在智能電網背景下的繼電保護，要求具備一定的故障診斷以及自我修復的功能，同時也要求其能進行自我隔離，以此阻斷發生故障后產生大規模停電的情況。

2智能電網環境下繼電保護的重要意義

在我國經濟快速發展的情況下，現階段各個行業的發展對電力的消耗越來越高，在人口密集的城市和地區已經開始出現了供電危機的情況，這一情況在很大程度上給電力企業帶來了困難。為了解決供電緊張的問題企業必須在智能電網的建設與維護上加大力度。電力系統想要保證安全運行就必須要有良好的防御保護手段，其中最重要的防御手段就是繼電保護技術。能夠使電網的安全穩定運行得到有力的保障。繼電保護裝置在電網出現故障時，將出現故障的設備及時的進行切除，同時發出警報，使相關維修人員能夠及時的將故障問題發展并將故障問題進行有效的解決，保證電網運行能夠盡快的恢復正常。繼電保護裝置能夠使電網的安全可靠運行在最大程度上得到保障，使企業在電網故障方面受到的經濟損失大大降低。所以，應該提高智能電網環境下的繼電保護的重視度，這對電力事業的發展具有重要的意義和作用。

3智能電網環境下的電力系統繼電保護分析

3.1單元體的保護內容

智能電網的單元件保護，其保護的主要對象就是在智能電網運行中發揮著重要功能的電氣設備，如：變壓器、發電機組、交流線路、直流線路等等，而對其的研究內容則主要集中在如何對傳統的元件保護改進上。在變壓器的保護方面，我們將對勵磁涌流的識別作為保護的關注重點，這是因為勵磁涌流具備多樣性、混淆性、隨機性以及非線性等諸多特點。因此，在變壓器的實際保護研究工作中，將工作研究重點放在變壓器內部的故障分析與故障計算上是十分必要的；在發電機組的保護中則要做好內部短路保護工作。尤其是在匝間短路保護工作上要給予足夠的重視。并且還要對發電機組的保護設計、靈敏度檢測、整定計算等方案進行精確地設計，進而滿足匹配發電機組承壓力、反時限過流、過激磁等后期保護判斷上的需求，保證定轉子一點接地保護的可靠度；在交流線路的保護上，要做好保護原理、保護方法的進一步改進。

3.2廣域保護技術

所謂廣域繼電保護技術，指的是以子域作為分析單位，對子域內繼電保護信息進行有效采集，并對其進行域內和域外的綜合判定。廣域保護技術的主要優勢在于其能實現自動化控制，在確保智能電網運行安全性上有著巨大優勢。同時，廣域繼電保護技術極大加快了保護動作實施時間，且顯著提升了其與電網的保護配合，使得繼電保護效率大大提升。其較強的自適應判斷能力和保護能力，使得其在電網診斷和恢復上更加智能和高效。

3.3保護重構技術

保護重構技術的主要作用是對繼電保護系統進行在線配置和重組，確保其與電網結構相符合，大大優化了繼電保護效果。同時，保護重構技術能夠對繼電保護系統元件進行實時監測和診斷，及時發現存在的隱性問題和故障，并在發現失靈故障后自動進行替代，以恢復繼電保護系統的運行，達到自我發現和自愈功能。這樣一來，有效避免了繼電保護故障問題導致智能電網故障，大大提高的智能電網運行的穩定性。

3.4智能感應技術

在智能電網中，為了實現繼電保護的有效控制，在其中融入了智能監控設備和電子傳感設備，這樣能及時反映繼電保護的運行情況。電子傳感器是智能感應技術的代表，在智能電網的環境下，通過在繼電設備上安裝電子傳感系統，可實現數據的收集和傳輸，這有利于智能電網運行狀態的分析，從而為維修工作提供精準的數據，提高電網系統的運行穩定性。

4智能電網環境下的電力系統繼電保護技術發展

4.1數字化

在智能電網條件下，繼電保護的測量手段和信息傳輸均會向數字化方向發展。通常情況下，測量手段實現數字化可以實現數字接口來，也能通過電子互感器來完成。而信息傳輸的變為數字化后通過光纖網絡來完成，因光纖網絡可以傳輸數字信息。由于電子互感器的體積不大，并且具有較好的絕緣效果，因此測量電網運行效果時，可以通過光電轉換器來實現。而在光電轉換器的影響下，電網信號傳輸頻帶會被擴寬，增強暫態性能，這會導致互感器在測量過程中不會發生大的誤差。所以數字化傳感器擴大應用范圍，可以在繼電保護中發揮作用，而現有繼電保護裝置中的部分輔助功能則不再有用，繼電保護的效果會更明顯，可以適應智能電網發展的需要。

4.2網絡化

目前，數字化變電站已經分布于多個電網。在智能電網條件下，繼電保護在向網絡化發展，而其主要功能體現在以下兩方面：①實現信息共享，通過網絡化變電站來完成。由于變電站中具有不同的機械設備，這些設備通過網絡連通。變電站實現網絡化后，不同設備之間的關聯性會增強，繼電保護的范圍會變大；②可以提高信息傳遞的速度，并且數據傳輸的準確性能得到明顯提高。在網絡體系的作用下，技術人員可以通過數字接口，及時、準確地將繼電保護發生的信息傳輸到網絡中，從而實現全面監控智能電網。因此，在智能環境中，電網的運行效率明顯提升，運行的準確性也可得到提升。

4.3整定自動化

在傳統電網中，繼電保護裝置只對被保護的線路發揮作用，保護范圍較小，且只有當電網系統出現一定的故障時，才能發揮保護作用。而在智能電網中，繼電保護能將整個電力系統中被保護的線路與設備連接起來，形成了一個特殊的保護網，并利用網絡信息傳輸的優勢實現信息的整合和共享。這樣不僅能擴大保護范圍，還實現了協同保護，提高了繼電保護的可靠性和準確性。

4.4優化電能質量

在智能電網實施中，優化電能質量的技術是建立在電能質量等級劃分與電能質量評估系統完善的基礎上。通過這類技術對供用電的實際運行情況進行深入分析，建立起針對用戶需求的電能質量等級劃分和電能質量評價系統，同時可以推動智能電網中優質電能供應的良性發展。在優化電能質量的技術研發中，涉及多種類別電能質量的控制技術。這些技術的應用，可以降低生產運營中的消耗，帶來更多的社會經濟效益。

結語

智能電網的發展影響著我國電力產業的發展。智能電網的優勢使繼電保護裝置的操作平臺產生了明顯的改變，對繼電保護的技術水平和技術性能提出了更高的要求。智能電網環境下加大繼電保護裝置的開發力度，可以實現電網保護的高效率，確保電力系統運行的穩定和安全，對于提高居民生活質量，消除由電力故障造成的經濟損失有著重要意義。

參考文獻：

[1]施慧娟，宋鵬程，張子杰，等.智能電網環境下的電力系統繼電保護[J].科技創新與應用，2016（16）.

[2]劉桂紅.試論智能電網環境下的繼電保護[J].低碳世界，2016（23）：38-39.

（作者單位：南京國電南自電網自動化有限公司）