基于智能电网特性的继电保护技术的应用分析

王 涛

(国网四川省电力公司眉山供电公司，四川 眉山 620000)

随着电力行业的发展，我国电力网络的建设数量及建设规模逐渐扩大，传统的电力网络运行模式已经难以很好的满足现代社会的实际需求，随着社会发展过程中电力需求的增大，已经对于电力供应需求要求的提升，城市电网的建设过程中，智能电网已经逐渐取代传统的电力网络模式，作为电力网络中非常重要的保护技术，继电保护对于智能电网具有非常重要的作用，本文就主要对智能电网中的继电保护技术进行简单分析，有利于其安全稳定性的提升。

一、智能电网的简单介绍

智能电网主要指的是：将物理电网作为基础，并在高度集成的高速双向通信网络的基础之上，应用先进的决策支持系统、计算机技术、信息技术、传感测量技术等先进技术，并将这些先进技术与物理电网进行高度集成，以此来保证电力网络的安全稳定运行，与传统的电力网络模式相比，智能电网的显著特点就是进行了兼容利用与能源代替，其在实际应用中，需要在信息共享模式及开放系统的基础之上，对系统中的大量数据信息进行有效的整合，并对电网的运行于管理进行优化。智能电网具有非常好的电力输送能力，这对于降低电力供应过程中的污染物排放及能源的消耗具有非常重要的作用，这对于供电网络运行过程中社会效益及经济效益的提升都具有非常重要的作用，由于其在实际运行过程中具有智能化的运作平台，使得其能够对用户的接入及推出进行灵活调整，并能够实现电网、电源、用户等信息的共享，对于实现信息公开透明具有非常重要的作用。

二、提升智能电网的继电保护水平的必要性

随着电力行业的发展，社会的电力需求在不断增大，同时对供电质量提出了更高的要求，为了很好的满足实际需求，在扩大电网建设规模的同时，积极提升供电质量也是非常必要的，这就需要保证电网的运行安全稳定性，这就导致了电网中的运行方式及接线方式变得越来越复杂，如：电网中的大小环重叠、中长短线交错连接现象越来越普遍，这会给电网运行过程中的保护整定计算带来较大难度，为了保证电网中各种保护的合理性，保证各种保护的可靠性、速动性及选择性之间的协调性显得非常必要，要做到这一点，就需要对电网的各种故障情况及运行方式进行周密计算。

另一方面，在智能电网的运行过程中，应用的是分布式电子互感器，实现合并单元数据采集模式，所采集到的大量数据会通过网络传送至电子式保护装置中，为了保证数据与实践之间保持良好的同步性，制定一个精确的时钟作为系统的时钟源非常的必要，以便于各个采集单元的保护装置能够通过精确对时实现时间上的同步。智能电网中的线路潮流的流向是双向的，这主要是由于电网结构中的每个点既能是电源点，又能是最终的用户点，作为其中一个点，分布式电源可以从系统中分列出来，并以微网的形式运行，由于电网运行过程中存在这种易变性与不确定性，这使得其过流保护与距离保护定值难以进行整定，为了不受电网运行方式变化的影响，需要进行新的保护方案的研究，这就需要积极加强智能电网继电保护技术的研究。

三、智能电网中的继电保护的结构组成

基于智能电网特性的继电保护装置具有自我维护故障及故障诊断功能，并且其能够在电网中的其他关联设备出现故障时，进行快速的隔离，以便于方式电网运行过程中出现安全事故，其构成示意图如图1所示。

对其继电保护的工作原理进行简单分析，在其运行过程中应用传感器对电气设备的发电、输电、配电及供电等环节中的运行状况进行高效的监控，并将这些大量的信息进行有效的整合分析，以便于实现电网整体的运行状态的动态监控，通过动态监控数据，能够有效实现电网的动态保护，在智能电网系统中，继电保护装置不仅需要对传感器中的运行信息进行有效的保护，还需要保护电力网络中大量设备运行信息，要想有效的实现信息的共享，需要保证信息的准确性，一旦相关的保护装置出现一定程度的故障，需要在没有人工干预的情况下，自动的进行故障恢复，以便于造成大范围的用电故障，对电网的运行稳定性产生影响。

图1 智能电网继电保护构成示意图

四、基于智能电网的继电保护技术应该具有的特点

1 数字化

与传统的电力网络模式相比，智能电网中的互感器的传输性能得到大幅度的提升，这会有效的降低智能电网运行过程中的故障发生率，因此，在智能电网运行过程中，可以对二次回路短路、二次回路接地、电流互感器饱和等一些故障不予考虑，随着电气量信息传输的真实性的提升，智能电网中的继电保护装置的性能会得到有效提升，未来的发展过程中，有效简化继电保护装置的辅助功能将是智能电网继电保护技术的研究重点，并且继电保护技术中应用到的大量的传感器将会由数字化传感器取代，这对于智能电网整体的继电保护性能的提升具有非常重要的作用。

2 网络化

在智能电网的建设过程中，数字换的变电站已经取代了传统的变电站运行模式，这也使得传统的继电保护信号的发送媒介及信息获取途径出现了相应的变化，并且智能电网建设及运行过程中，实现了与互联网的有效连接，用户能够成功实现网络上大量信息数据的共享，并且通过应用网络上其他电器元件信息，对于智能电网继电保护能力的提升具有积极的作用，这有利于智能电网中继电保护装置的简化。早智能电网中，继电保护装置的实质是电力系统计算机网络中的智能终端，其能够将所获取的被保护元件的信息与相关数据传送至网络控制中心或者其他一些终端中，继电保护装置同样可以应用网络获得电力系统在运行过程中或者是出现相应故障时的大量数据与相关信息。

3 自动整定

智能电网中大多应用的是自适应继电保护，其会依据电力网络的运行方式及相应的故障变化特点，来对保护定值、保护特性及保护性能进行相应的改变，以便于继电保护装置能够很好的适应电力系统的变化，这对于智能电网中继电保护性能的改变具有非常重要的作用，智能电网运行过程中，其频率的变化会受到自适应控制技术的影响，同时，应用该技术对于电力系统中故障发展方向的判定、单相接地短路时的过渡电阻都具有积极的影响，应用该技术能够有效的解决电力系统中存在的这些问题，这对于继电保护性能的提升具有非常重要的作用。

五、基于智能电网的继电保护中的关键技术

1 保护系统的重构技术

现代社会中，随着电力需求的增大，对于电力网络的运行质量提出了更高的要求，这使得智能电网中的继电保护装置的要求也显著提升，除了传统电力网络对继电保护装置的要求之外，其要求继电保护系统能够自适应于电网结构及电网运行方式的转变，这就要求用于智能电网中的继电保护装置具有自诊断功能与重构功能，并要继电保护中的相关元件出现失灵状况时，能够自动的寻找可以替代的元件，并自动的恢复继电保护功能，要想有效的实现上述功能，对智能电网中的继电保护系统进行重新的组合与构建是非常必要的。

2 广域保护技术

这里所说的广域保护技术主要是指：将电力网络子集作为分析与处理电网运行障碍的单位，在域的范围中，对该子集中的相关继电保护信息进行采集，并通过对这些信息的分析与处理，对故障产生原因进行准确的判断，以便于对相关故障进行有效的处理。在实际应用中，继电保护与安全自动控制系统是广域继电保护的主要组成部分，而安全自动控制的主要目的是：为电网的自愈提供更多的解决方案，广域继电保护的最为重要的作用，就是对现有继电保护装置中的整定配合的复杂性问题予以有效的解决，这由于智能电网中继电保护自适应能力的提升。

六、智能设备在继电保护系统中的应用

随着各项技术的进步，很多先进技术不断应用于电力行业中，在智能电网的建设过程中，实现电网运行过程中大量数据采集的关键设备是电子传感器，其在电力系统中的很多设备上都有安装，在电力系统中具有非常广泛的应用，通过应用大量的电子传感器，能够对智能电网的状态分析及状态评估工作提供大量精准的数据信息，这对于智能电网的继电保护性能的提升具有非常重要的作用。在未来的发展过程中，随着各种先进技术的大量应用，将会有更多的不同种类的智能设备应用于继电保护系统中，对于其继电保护性能的提升具有积极的作用。

结语

随着我国智能电网的建设规模不断扩大，其相关技术也取得了较大的进步，继电保护技术的应用，对于保证智能电网的安全稳定运行具有非常重要的作用，本文就主要针对此进行了简单分析，有利于其继电保护性能的提升。

[1]贺方,刘登.智能电网建设中的继电保护技术应用研究[J].中国新技术新产品,2013(7).

[2]朱怀英.基于智能电网的继电保护技术应用探究[J].机电信息,2012(9).