基于智能電網的繼電保護新技術研究

劉長錄

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，電力需求量逐漸擴大，智能電網建設對我國經濟發展具有重要的意義，而繼電保護技術是智能電網安全穩定運行的排頭兵，是電網向智能化、數字化發展的基礎。因此，電力工作人員一定要認識到繼電保護的重要性，加強繼電保護技術的研究工作，為智能電網安全穩定運行提供基礎保障，促進智能電網健康可持續發展。

關鍵詞：智能電網;繼電保護;新技術

一、繼電保護系統概述

繼電保護是對電力系統的異常情況檢測報警，并可自動采取隔離、切除等手段的一種自動化措施，維護著國家電網和設備的安全，是國家智能電網安全運行的第一道防線。繼電保護裝置主要依據電流增大、電壓降低、電流與電壓之間的相位角改變、測量阻抗發生變化等特征實現，需滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性等基本要求，全套的繼電保護裝置由測量元件、邏輯環節和執行輸出三個部分組成。繼電保護的失誤會引起事故的擴大，嚴重者甚至破壞電力系統設備，造成巨大的經濟損失。為了適應當下日益復雜的電網結構，多學科新技術不斷應用于當下的電力網絡保護領域，繼電保護系統實現自動化、網絡化，具有強大的數據處理及通訊能力，進而提高智能電網的保護能力。

二、繼電保護對智能電網的重要意義

我國的經濟發展對電力的需求巨大，智能電網系統安全運行十分關鍵，繼電保護系統是國家電網的第一道防線，擔負著檢測電網系統是否安全運行的使命，一旦出現電力故障，繼電保護裝置立即發出預警信號，同時采取自動隔離、切除的措施，對電網其他部分進行保護，維護其正常運行，電力工作人員根據預警信號采取相應的解決措施，以降低電力故障引起的經濟損失。總的來說，繼電保護技術對國家電網安全運行意義非凡，我們有必要加強這方面的研究工作，為國家電網系統的安全運行保駕護航。

三、智能電網的繼電保護新技術研究

智能電網繼電保護技術主要包括廣域保護技術、保護系統重構技術，及其通信技術、參考量測技術、設備技術、控制技術和決策支持技術等基礎技術，下文就這些繼電保護技術進行詳細的說明。

（一）設備技術

智能電網大量使用了多種智能化設備，它們使智能電網正常運行的主要支撐，設備技術主要有電力電子技術、超導技術和大容量儲能技術等。電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術，具有良好的節能效果;超導技術中超導電纜和超導限流器聯合使用對電網的電流保護具有重要的意義，超導電纜負責低損耗、高效率傳導電能，一般可分為冷絕緣超導電纜和熱絕緣超導電纜;超導限流器可實現檢測、轉換和限流等功能，其應用于智能電網中，正常情況下處于超導狀態，幾乎無電阻，一旦發生短路故障，超導體失去超導性而產生高電阻，實現限制短路電流。超導限流器具有響應動作快，正常情況下功率損失小，能自動觸發和復位，結構簡單，集檢測、觸發、限流于一體，具有較高的可靠性。

（二）通信技術

通信技術是保證智能電網繼電保護的基礎，為傳感器獲取的各項監測數據能及時有效的實現通信和傳遞提供了有效路徑。基于實施雙向通信系統，繼電保護系統才能實現實時監測和校正，在故障出現后才能實現自動復位。同時，通信技術能使各種不同類型的智能電子設備進行通信，為繼電保護提供基礎服務，也可監測其他各項擾動因素，使繼電保護系統實現無功補償、潮流分配，避免智能電網大面積出現故障的情況發生。

（三）保護系統重構技術

保護系統重構技術能實現系統在線配置和重組，更適合電網結構，能有效的實現對繼電保護的優化，是一項全新的繼電保護技術，具有較強的自適應能力。重構技術的靈活性高，其繼電保護整定值可自適應調整以適應不同電網的運行;能實時對繼電保護裝置原件進行監測和診斷;在繼電保護裝置故障時，能自動搜索替代保護裝置或系統，使其恢復正常工作狀態，而不影響智能電網正常運行。

（四）廣域保護技術

以往的繼電保護系統采集的信息主要是單端量或雙端量，數據信息有較大的局限性，無法適應現代智能電網繼電保護需求，不利于國家電網安全運行。而廣域保護技術主要以電網的子集作為分析和處理最小單位，之后在整個電網域的范圍內對多個子集信息進行匯總分析，準確判斷電網出現故障的位置及原因，最后得出解決問題的方法。在廣域保護技術中，最大的優點是安全自動控制系統，不但能對故障進行處理，還能實現自動復位，以提高繼電保護裝置的自適應能力和工作效率，進而維護智能電網的穩定性和安全性。

（五）控制技術和決策支持技術

控制技術主要是指智能電網繼電保護系統分析、判斷和預測，并作出隔離、切除等繼電保護措施的配套裝置和算法，同時還能將技術分析和判斷功能連接專家系統，在專家系統設置的范圍內自動控制、處理故障，實現智能電網的自愈功能。決策支持技術是指將龐大復雜的電力采集數據轉化為清晰明了的信息供電網工作人員判斷、處理問題，通常可以圖表、動畫、動態著色、虛擬現實或其他簡明的數據展示形式為工作人員服務。

（六）參考量測技術

參考量測技術的主要作用是將系統測量的數據整合為數據信息，并及時的傳遞到智能電網的各個方位進行使用的過程，是智能電網的主要功能之一。參考量測技術能為繼電保護系統及電力技術人員提供大量的數據信息，包括功率因數、電能質量、相位關系、變壓器和線路負荷、故障定位、停電確認、設備健康狀況、關鍵元件的溫度等數據，為智能電網正常運行服務。

四、結束語

綜上述，自我國提出智能電網建設指導意見后，智能電網獲得了高速發展，各種新技術、新設備如雨后春筍般出現，應用于智能電網領域。繼電保護技術在國家電網結構建設和功能優化等方面發揮著重要作用，逐漸復雜的電網結構對繼電保護技術提出了更高的要求和挑戰，新型計算機技術、傳感器技術、光纖通信技術等的應用給繼電保護發展注入了新鮮血液，使其具有廣闊的發展空間，為了更好的服務我國智能電網的建設，加強繼電保護技術研究工作具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]關于智能電網下的繼電保護技術分析[J].付超.??企業技術開發.?2020（28）