刍议智能电网对继电保护发展的影响

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摘要：近些年来，继电保护作为电力系统稳定的保障，正在受到越来越多的挑战，包括各种技术因素和人为因素，智能电网的出现有效地解决了这些问题。文章阐述了智能电网对继电保护技术影响，并介绍了智能电网环境下继电保护技术的发展方向。

关键字：继电保护，智能电网，电网建设

中图分类号：TM774文献标识码： A

引言

随着我国科学技术的发展，电力技术也随之迅速发展，电力市场的改革越来越深入，电力环境的日益变化，智能电网应运而生。我国在2009年对智能电网做出了全面的规划，确定了分三个阶段利用先进的通信、信息和控制技术，基本完成以信息化、数字化、自动化为特征的智能电网建设，目前正处于大规模建设阶段，预计到2020年基本建成。电力系统继电保护主要是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施，是保障电网安全运行最基本、最重要、最有效的技术手段。而智能电网将极大地改变传统电力系统的形态，电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用，必然会对继电保护带来影响。文章在分析智能电网继电保护构成的基础上，着重阐述了智能电网对继电保护的影响，并对智能电网继电保护发展相关问题进行探讨。

2、智能电网概述

在电力系统的电力输送过程中，智能电网具有强大的电力输送功能，并且还能有效保证其安全与稳定。同时，在做好环境保护的工作下，它还能减少对环境的污染，提高资源与能源的利用效率，从而有效提高电力系统的工作质量与效率。在整个电网的运行方式中，智能电网可以起到良好的调整作用，并且还可以实现电源、电网以及电网等方面信息资源的共享。当然，智能电网中各种高新技术的广泛应用，也会对继电保护技术的发展产生深远的影响。

智能电网对继电保护的影响

在电力系统中，智能电网通常是网状结构，这与以往电网中的简单环网机构是有本质上的区别。但是，在复杂的网状结构中，单一的保护装置还是存在着一定的缺陷，比如信息少，整定难等等，所以这会对继电保护技术的应用产生一定的影响。继电保护作为电力系统安全稳定的第一道防线，若按传统电网保护方式进行设计、配置，是不能适应于智能电网的。智能电网技术应用将深刻影响现有的继电保护应用，主要表现于以下几个方面：

3.1 数字化

对于智能电网来说，数字化使其最基本的特点之一，这也是它与传统电网最重要的区别，所以，继电保护技术也应该朝着数字化的方向发展，以适应时代的需要，比如信息传输的数字化、测量手段的数字化等等。未来继电保护发展需要研究的核心问题就是“如何对继电保护的辅助功能进行简化，如何利用数字化传感器提高继电保护的整体性能”。

3.2 网络化

随着智能技术的不断进步与发展，继电保护操作人员的工作方式也必将会发生变化，为信息平台的建立，也会促进智能电网的网络化发展。在这种情况下，继电保护技术也应该往网络化的方向发展。新一代的数字化变电站使得传统继电保护信息获取和信号发送的媒介得到了改变，对主保护性能的提高利用网络上共享的站内其他相关电气元件的信息来实现，对网络继电保护配置的简化可以通过共享控制信号来实现，这些都是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。

3.3 广域化

在智能电网的快速建设过程中，整个电网系统的压力也会越来越大，同时，出现故障的机率也会大幅上升。针对这种情况，可以充分利用广域测量技术进行后备的保护服务，这样就能提高整个保护装置的性能，以确保电力系统运行的安全与稳定。然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务，但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

3.4 自整定技术

当前，很多智能电网中的继电保护的机构所采用的是一种刚性的结构，而且其中的连接方式、保护对象等内容，都是预先设定好的。在传统电网中，系统的整定是通过保护线路的实际运行情况来实现的。而在智能电网中，继电保护能够充分地运用全网的信息资源，这样它就能进行实时的判断，以达到整定的目的，进而实现全网系统整定的自动化与配置的自动化。

3.5输电灵活化

在智能电网的快速建设过程中，整个电网系统的压力也会越来越大，输电效率的提高以及控制手段的灵活是智能电网的一大特点之一。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STAT-COM等交流灵活输电技术。另外，我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性，使现有继电保护装置面临较大考验。

4、智能电网下继电保护技术的发展趋势

对于继电保护技术来说，它是对电力系统中各种电气设备进行有效检测保护的重要手段，同时，智能化、数字化、网络化等都是它的未来发展趋势，尤其是监测、测量、保护以及数据通信的一体化。在现代电力系统的智能电网运行中，继电保护技术除了要具备上述的功能之外，还应该适应高压输变电技术发展的要求，这样才能有效适应大机组电气设备的正常运行需要。另外，在继电保护技术中，广域保护也是一个讨论的热点问题。在当前电力系统的全国联网发展趋势下，如何才能做好电力系统的防线配置工作，还需要电力从业人员进行深入的分析与研究。

目前，国内外在广域保护的研究上，主要分为两个层面的内容：其一是对广域信息的充分利用，并以此来实现稳定的边界计算、安全的监控以及状态估计等等，它的侧重点就在于对开发与利用广域信息；其二是通过对广域信息的利用，以实现继电保护功效的充分发挥。对于保护整定管理系统的研究来说，其保护整定技术已经取得了显著的成就，并且已经由手工整定管理过渡到了机械整定管理，同时也提高了其整定的质量与效率。在此过程中，网络技术的有效应用，也促进了保护整定值的集中式管理的发展。虽然，保护整定技术取得了一定的成就，但是在智能电网的快速发展过程中，这种技术还是存在着一定的差距。当前，对于网络整定管理技术来说，它必须正视以下几个问题，并采取有效的措施加以解决：

第一，系统中，数据与网络拓扑维护存在着很大的阻力。其中，网络拓扑与系统的参数是交由专门的整定人员进行自我维护的，但是，在网络技术的快速发展过程中，系统的更新换代速率非常快，网络的变化也比较频繁，所以这就给维护人员的工作带来了极大的麻烦。同时，在此过程中我，网络参数维护的效果如何，将直接关系到整个系统保护整体的实际情况，还会影响到整个网络定制的精准度。

第二，当前，系统的定值计算与管理系统的定值是处于一种分离的状态，通过计算机的整合之后，现场的个工作人员需要先进行网络定值的下载，然后再通过手工的方式设置保护装置。但是，这个操作过程需要耗费大量的人力与时间，而且失误率也比较大。

结语

综上，继电保护是保障电力系统安全、稳定运行的第一道防线。在积极推进智能电网建设的时代背景下，继电保护的研究必将为适应智能电网的发展而进一步深入，希望本文能起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

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