電力系統(tǒng)繼電保護和二次回路的現(xiàn)狀與前景

何明珠 王雷

摘要：隨著科技發(fā)展，電力工程相關技術也有很大進步，特別是繼電保護與二次回路部分，并呈現(xiàn)出智能化、自動化及集成化等特點。在智能電網建設中，逐漸凸顯出傳統(tǒng)繼電保護與二次回路的劣勢，信息網絡技術、神經網絡及自適應保護等已成為技術發(fā)展的重要趨勢。本文在分析繼電保護及二次回路的基本概念及現(xiàn)狀的基礎上，對其發(fā)展趨勢及繼電保護及二次回路新技術進行了探討。

關鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護;二次回路;現(xiàn)狀;發(fā)展

近年來，國內外電力技術有很大發(fā)展，尤其是國家電網在電力技術研發(fā)與應 用上走上世界前列，而且在逐漸增長的供電安全性要求下，繼電保護技術也有很大進步，并且呈現(xiàn)出網絡化、智能化的 趨勢，各類先進繼電保護技術也愈加成熟，對我國電網建設 提供有利條件。下面將針對繼電保護與二次回路展開詳述。

1 繼電保護與二次回路現(xiàn)狀分析

盡管我國電力事業(yè)在起步階段便大大落后于先進國家，然而經多年發(fā)展，電力系統(tǒng)整體水平迅速提升，其中便包括 繼電保護與二次回路部分，這是電力安全與穩(wěn)定的基礎。如今，我國具備了完整的繼電保護技術體系，不論是繼電保護 系統(tǒng)的設計研發(fā)，還是保護裝置的安裝調試維護，均達到較高甚至領先的水平，而且在微機保護方面也有很大發(fā)展。通過將計算機技術應用于繼電保護，使得電力設備得到全方位的保護，該方面的研究可追溯到二十世紀七十年代。當前，神經網絡繼電保護、自適應繼電保護、暫態(tài)保護等先進智能保護理論不斷發(fā)展，未來繼電保護將會更加集成和智能。而且，計算機技術也較好地應用于二次設備功能的組合與優(yōu)化，自動控制及監(jiān)測功能得以很大提升。在智能電網建設與發(fā)展中，需要從基礎技術入手，筑牢網架結構的技術根基，才能掌握電網發(fā)展的技術主動性，以便在激烈的國內外電力技術領域競爭中獲得優(yōu)勢。

2 繼電保護的發(fā)展趨勢

隨著科技發(fā)展，網絡、通信、計算機等技術廣泛應用于繼電保護領域，使得繼電保護性能有極大提升，而且以神經網絡、遺傳算法等為代表的智能算法也在繼電保護中有較多應用，能夠為復雜大網絡的繼電保護提供新的策略，推動了繼電保護智能化和網絡化發(fā)展。然而，盡管新型繼電保護使得故障識別達到更高的精度要求和智能化特點，但其在電力系統(tǒng)中的應用，仍存在較大限制條件，智能算法應用的基礎是全網通信，而傳統(tǒng)的繼電保護在經有效改進后仍處于主導地位，繼電保護的發(fā)展仍需不斷努力。

3 繼電保護及二次回路新技術

科技的發(fā)展促進了電力工程技術的進步，也推動了繼電保護及二次回路性能提升，例如光電互感器的應用，使得傳統(tǒng)互感器諧振、暫態(tài)等問題得以解決;自適應保護、暫態(tài)保護等技術的研發(fā)，也優(yōu)化了繼電保護的性能;智能控制算法 的應用，使得復雜電網的潮流分析及優(yōu)化控制成為可能。當前，繼電保護及二次回路新技術主要有：（1）故障信息與繼電保護技術。要知道，繼電保護技術的關鍵在于故障信息的識別，通過采集和分析明顯故障象征來找到故障判據，而故障信息的深度挖掘，能夠為我們提供更加靈敏和可靠的跳閘依據，這也是繼電保護技術發(fā)展的基本動力。傳統(tǒng)故障信息的識別主要是工頻量和諧波分量，對于保護所用故障象征判據的獲取依然可借助合理的二次回路設計得以獲取。然而當前故障信息的識別已發(fā)展為暫態(tài)信息，并且各類基于暫態(tài)信息的控制算法獲得實際應用，但暫態(tài)分析在實用中對檢測裝置有較高要求，暫態(tài)保護也成為今后繼電保護發(fā)展新方向。 （2）信息網絡技術的應用。傳統(tǒng)繼電保護是基于模擬量和數字量的，而隨著信息網絡技術的應用，各類保護及控制裝置能夠按照主設備的分布 進行安裝，使其具有全分散的特點，這樣使得繼電保護配置更加的靈活，并且主要有兩類分散模式：一是將保護系統(tǒng)進行單獨設置，而將控制及測量回路進行組合優(yōu)化;二是將三者全部合一，達到變電站綜合自動化控制效果。信息網絡技術已成為智能電網建設的重要基礎，先進智能保護技術的實現(xiàn)往往也是建立在信息網絡技術上的，所以發(fā)展信息網絡技術極為關鍵，甚至影響智能電網建設與發(fā)展進程。 （3）神經網絡算法的應用。隨著電力系統(tǒng)愈加復雜，產生了許多非線性問題，具有 較高的分析難度，再加上網架結構日趨復雜，通過采用神經網絡算法，能夠較好地解決大電網下的網絡線損、暫態(tài)分析等非線性問題，還能對系統(tǒng)潮流做到有效的預測。在繼電保護發(fā)展歷程中，神經網絡的應用起于二十世紀八十年代，其典型特點是運算量較大，要求同時進行大量數據的采集與分析，對其實際應用帶來較大阻礙，需建設極為龐大的網絡通信系統(tǒng)。而現(xiàn)階段，計算機網絡技術更加成熟且高效，電網運行數據計算效率顯著提升，也使得神經網絡算法具備實用 化要求，在潮流計算等領域有更多應用，同時也使得繼電保護具備了智能化的特點。（4）自適應繼電保護。運行中的電力系統(tǒng)，其運行方式及故障狀態(tài)還在持續(xù) 變化，傳統(tǒng)繼電保護采取的是固定值，難以及時適應電網變化，存在不安全隱患，而自適應保護的提出，正是基于這一問題，能夠更好地適應系統(tǒng)變化，其保護效果得以提升，特別是當前大量分布式電源的接入，使得電網潮流具有很大不確定性，而且電源出力、用戶負荷等也是不斷變化的，自適應保護具有實際應用價值?，F(xiàn)如今，自適應保護基本實現(xiàn)了整定值的在線計算，能夠自主根據電網變化來修改整定值，也減輕了繼電保護維護工作量，有著較高應用價值。

結束語：

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)發(fā)展，其規(guī)模及復雜性顯著提高，對繼電保護及二次回路發(fā)展提出更高要求，并且呈現(xiàn)出信息化、智能化、自動化等趨勢。經多年發(fā)展，我國在繼電保護領域進展迅速，創(chuàng)建了完善的繼電保護研發(fā)、制造、安裝、運維等體系，大量先進技術得以應用到繼電保護及二次回路中，暫態(tài)保護、神經網絡等先進算法已轉化為實際應用，對現(xiàn)代智能電網發(fā)展有較大促進作用。

參考文獻

[1]王記昌， 李仁， 呂俊霞. 電力系統(tǒng)繼電保護和二次回路的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 兵工自動化， 2020（1）：32-34.