智能電網繼電保護技術的分析

鐘一鳴

（吉林省送變電工程有限公司，吉林 長春130000）

本文對智能電網繼電保護結構進行分析，闡述影響智能電網繼電保護建設的問題，針對智能電網繼電保護技術革新提出針對性的措施，總結提高智能電網繼電保護裝備穩定性、兼容性和高效性的辦法，從而推動和支持繼電保護的快速發展，提高智能電網繼電保護的整體有效性。

1 智能電網環境中繼電保護技術

1.1 單元件保護技術

單元件保護技術是智能電網環境下主流的繼電保護技術，它主要以直流線路、變壓器和發電機保護為主。這種保護技術實現了對傳統元件的改良，采用了新的繼電保護原理，可以適應智能化的供電網絡環境，符合智能電網的供電需要。適應交直流線路的繼電保護單元件保護技術減少了故障測量的衰減，消除了選相失敗的風險，減少了主保護行波的制約，能夠在多種傳感器的輔助下解決變壓器勵磁通流識別不足的問題。基于新的元器件可以及時的進行故障分析與數據統計。單元件保護技術還可以解決匝間短路的問題，能夠精準化的校驗電網運行情況，實現了整定計算，做到了對超大容量機組的全面保護，電元件保護技術配合智能傳感技術提高了技術設備的實用性，降低了繼電保護技術的風險，達到了科學化和全面化繼電保護的目標。

1.2 廣域保護技術

廣域保護的方式可以進一步收集與故障有關的多點、多類型信息。廣域保護技術是繼電保護系統的主要技術手段，它可以在綜合判斷各種信息的基礎上制定跳閘策略，針對性的消除跳閘擾動，防止出現母線全停等風險，減少因為局部短路造成的系統性風險。廣域保護技術具體良好的開放/閉鎖保護等功，實現了對電網全局的控制，更好的滿足了智能電網未來發展的設備需要。智能電網廣域保護技術具有集中式、IED 分布式、站域集中和區域分布配合三中模式，這三種模式可以廣泛的適應當前我國智能電網繼電保護的需要。隨著智能電網的快速發展，同步電氣量的故障元件識別方法也被廣泛應用，新算法更好的適應了智能電網繼電保護的技術需要。總之，廣域繼電保護技術可以推動智能電網管理的自動化控制，有助于自動化保證電網的安全性。依靠廣域技術的強大保護能力和自適應判斷能力，做到了對電網問題的深刻診斷分析，滿足了未來智能電網繼電保護的需要，適應復雜超大規模智能電網的繼電保護需要。

2 智能電網繼電保護存在的問題

2.1 大電網問題

超大電網的出現，我國供電體系不完善，電能負荷整體逆向分布的現實，使得我國西北地區用電負荷較小，東部以及中南部地區的用電負荷較大，目前我國能源配置體系還有待進一步優化，在這種現實情況下遠距離的交直流混合輸電的方式使得線路應用率較高，直流系統之間的相互耦合作用明顯，傳統的繼電保護系統和現有的初級智能繼電保護裝置難以實現有效的電氣控制，交直流耦合時存在嚴重的電網污染現象，這給智能電網的繼電保護提出了較大的挑戰。

2.2 設備保護缺失

智能電網背景下還缺乏更先進的保護設備，繼電保護工作存在著保護設備更新速度較慢的問題。隨著智能電網的大規模應用，為了進一步發揮繼電保護的基礎作用，智能電網還要優化電網的運行狀態，對傳統的繼電保護設備進行優化，從而充分的保證繼電保護工作的順利開展，發揮繼電保護裝置的積極作用。例如，對繼電保護裝置進行優化改良時，還要對繼電保護系統設備進行采樣處理，提高繼電保護系統適應性，及時的消除設備限制因素。目前基層繼電保護設備的更新速度較慢，基礎零件的質量較低，繼電保護系統的安全運動還要付出較大成本。

2.3 配電網發展較慢

目前我國配電網絡的整體建設水平落后，局地缺乏基礎配電網繼電保護設施設備，大部分電力供電企業還只能采用電力單向供應的消費模式，電網與用戶之間缺乏有效的交流聯系機制。一些關鍵數據信息未能實現實時傳遞匯總，因聯絡不足導致的配電網負荷較大，峰谷差額較大，有些地方的階段性用電負荷率較低。與此同時，繼電保護系統的投資較高，未能達到有效節約使用電能的效果，智能化電網系統的建設水平較低。當前需要建立一個更加直觀開放的電網與用戶之間的信息交流平臺，為電網繼電保護系統的良好運行提供適合的數據供應基礎。電網系統消退及時的反饋用戶的意見，適當的對電網進行優化調配，尤其適當的引進可再生能源，從而達到降低負荷，實現電能的交互供應，保證智能電網運動與管理安全性的目標。

3 智能電網背景下繼電保護發展趨勢

3.1 智能電網繼電保護的構成

智能電網繼電保護裝置與傳統的繼電保護裝置是有本質差別的，目前智能電網供電網絡主要采用是的是交互式的供電模式，這種模式對繼電保護提出更高的要求。首先，智能電網要求提高繼電保護設備的網絡監測能力，能夠運用各種傳感器對供電系統的運行狀態進行實時化的全面監督，加強電網運行狀態的整體控制水平。其次，還要提高監測數據信息的共享傳輸能力，能夠及時、快速、準確的將各種基層供電數據進行匯總分析，在整合數據的過程中實現故障的及時發現和性質判斷。最后，智能供電網絡還要對供電故障因素進行精準的分析，對故障原因進行差別化的識別，從而指導自動修復的順利進行，最大限度的保證網絡供電有效性。例如，通過自動感應元器件做出跳閘反應，并且及時將故障隔離，有效避免大面積停電現象。

3.2 繼電保護創新著眼點

智能電網建設已經全面鋪開，繼電保護裝置智能化勢在必行，傳統的電能輸送體系正在逐步的發生變革。在這種形勢下，電網建設應當具有信息化、智能化、科學化特點，需要對繼電保護技術進行有效創新，根據實際情況找到繼電保護改革的著眼點，做到因地制宜的更新繼電保護智能化設備，保障供電網絡的穩定運行。首先，大力引進數字化的繼電保護技術設備，重點提高繼電保護數據信息的收集能力。基層供電部門可以圍繞著改進互感器引進數字化設備，不斷提高基礎供電數據信息的收集能力，從而保證供電穩定性，達到高效進行供電的目標。其次，構建網絡化的供電數據傳輸機制，促進智能化變電站的快速推廣，做到變電控制信息的全面共享，改變傳統的繼電數據信息的傳遞機制，拓展繼電管理數據信息的傳輸途徑。第三，基于互聯網實現繼電保護數據信息的實時報送與有效傳遞，第一時間調節供電系統，依靠可移動設備下發維修指令，提高電網的維護速度，重點強化基層維修人員的智能維修設備配置率。第四，智能電網的管理還要提高設備的可靠性，應當依靠先進的傳感器實現各種繼電保護數據的有效收集，運用靈敏度高的傳感器提高設備控制的自動化水平，達到繼電保護變革的目標。

4 結論

打造能電網已經成為時代趨勢，我國電力系統的繼電保護應當具有智能化思維，運用智能化的繼電保護技術提高電網運行的可靠性。在智能化背景下應當持續性更新繼電保護技術設備，加大繼電保護管理相關數據信息的收集與分析工作力度，提高繼電保護裝置自動化控制能力，優化智能繼電保護技術的構成，在提高可靠性、實時性、科學性的基礎上推動繼電保護技術發展。