智能电网中继电保护技术的发展状况

王凡

摘 要：继电保护在电力系统中起着隔离故障、防止事故扩张的作用，是系统的“卫士”，具有举足轻重的作用。目前，国内在智能电网建设和重大专题研究方面已经有重大发展。文章就智能电网的特点和智能电网对继电保护技术的影响进行介绍，概括出继电保护技术应用于智能电网所面临的问题，并就最新的继电保护技术状况进行了简单介绍。

关键词：智能电网；继电保护；影响；发展

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0018-02

2009年，国家第一次提到建设“坚强智能电网”的概念。现今，全国各个电力公司都在大力发展坚强智能电网，智能电网炙手可热。针对智能电网存在的特征，对继电保护系统有了更高层次的标准，使其从两方面来实现，一是灵活性，二是可靠性。文章针对一个问题进行讨论，既智能电网中的继电保护技术实际情况的发展。

1 智能电网

智能电网的概念是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强的智能化电网。

一旦系统发生故障，尽量将故障影响控制在局限范围里，而且可以很快的重新供电。

智能电网有很多特别，例如坚强可靠、经济高效、清洁环保等。

智能电网具有超强电力输送能力和安全可靠的供电能力，在保护环境的前提下，能够降低能源消耗和污染排放，做到经济高效；在灵活调整电网运行方式、兼容各类电源和用户接入和退出的同时，还能将电网、电源和用户的信息透明共享，做到友好互动并且透明开放。

但对于智能电网来说，以下几点都会让电力系统受影响，例如电子式互感器、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应用。

2 智能电网继电保护原理

智能电网实行实时监控，它将通过网络系统把收到的信息进行处理分析，便于对其运作情况实行实时监测，而保护功能与定值则实行远程动态监控和修正。

对于继电保护装置来说，需要信息共享，保护各种运作信息，只有这样，才能以下做到两方面，一是确保故障的准确性时；二是确保在没有或少量人工干预下，可以很快的隔离故障、自我恢复，防止大范围停电事故的发生。

智能电网中的继电保护方式不再是传统的分散性保护，“自扫门前雪”，在继电保护装置动作时，可以不只跳本保护对象，也许会出现连跳命令跳开其他相关联点，或者仅仅发出连跳命令而不跳开本保护对象。

3 智能电网对继电保护的影响

智能电网具有灵活可重构配电网络拓扑结构，即复杂的网状结构，跟传统的简单环网和辐射形网络具有本质的区别。复杂网状结构中，分布式发电、交互式供电的运作形式让孤立的单一保护装置存在整定艰苦，信息少特征，对继电保护性能产生影响。深入得了解智能电网对继电保护的影响，是研究新型适用于智能电网继电保护的前提。

3.1 数字化

智能电网的主要特征有两个，一是信息化；二是数字化。这两个特征让智能电网与传统电网有最根本的差别，继电保护技术会随着时代的发展，相继的去接受应有的变化，让技术跟上时代的步伐，而继电保护技术的新的发展方向必会是数字化， 主要是以下两方面，第一是测量手段数字化；第二是信息传输方式信息化。

如今，互感器的各个功能都得到了一定的强化、故障次数逐渐少了起来，这也让继电保护不用担心互感器故障的各种会出现的事故。与此同时，电气量和保护装置的性能在各自的领域里都有了一定的提升。现在亟待解决的问题是，如何利用数字化传感器提高继电保护整体性能，简化保护辅助功能。

3.2 网络化

在智能电网信息化、自动化、互动化的同时，必将改变传统的继电保护操作人员的工作方式，信息共享、网络平台的建立，将促使继电保护系统网络化。

IEC61850网络数字化变电站是传统继电保护信息收集传递的中间物，使其发生改变。第一表现在信息收集的方法不同，它能够通过网络数据的功能收集到站内所有涉及设备元件的讯息。第二表现在信息传递的方法，使用带数字接口的智能断路器时，控制信息是通过数字信号网络进行传递的。

3.3 广域化

随着时代发展，互联电网区域规模逐渐增大，其相互换的内容也相应增多，电网电压等级增高，提高故障与不稳定的发生的频率。在电网不断信息化进程中，通过使用广域信息给予后备保护服务，主要是通过广域测量技术WAMS网络进行的， 让其避开了大规模的停电事故。

3.4 自整定技术

目前大规模的继电保护的机构都是刚性结构，很多东西都事先设计好了，例如连接方式，适应的网络条件等，它的适应能力比较差。传统保护技术是根据保护线路的运行情况对定值进行整定的。智能电网中的继电保护可以利用全网信息，实时地判断运行方式，从而进行整定，将分散独立的保护变为系统分布协同保护，实现全网的联网自动整定和自动配置。

3.5 员工技术提升

继电保护是电力系统安全的第一道防线，其安全责任重大，对从业人员的能力要求高。随着科技的发展，需要加强员工的技术性等。

许多电力企业也需要着跟上电网的前进的步伐，助力“两个转变”，从良方面增强继电保护人员的专业水平，一是科技水平，二是专业技能。

4 智能电网中继电保护的三个问题

继电保护技术的影响，可以通过智能电网里得以体现，当其运用在智能电网时，需要顾虑三个点。

4.1 运行方式、潮流流向以及保护定值的自适应能力

在智能电网里，电源点造成线路潮流不确定性的有两个原因，一是接入电网，二是成为微网孤岛运行。继电保护定值也应该能够根据运行方式的不同做出实时的调整。为此，继电保护定值的整定应该综合考虑本保护对象和相关线路运行状况。

4.2 保护功能需要根据运行方式的变化做出相应的调整

当节点从系统中解开、并入时，都将引起线路潮流的重新分配，该节点的保护装置的保护范围、定值都会发生对应的变化。

4.3 引入环境条件对保护定值的影响

传感器获得监控对象实时的温度和容量，使其功率出现最佳的情况。继电保护必须要适应其带来的变化，主要是通过实时调整输电线路的负荷保护定值。

5 继电保护技术的几点新发展

继电保护的技术得以体现，主要表现在电力系统网络与其相关电气设备实行的监测保护，其领域前进方向，主要是从以下几个方面进行，计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制等。

现代电力系统中继电保护不仅需满足以上要求，还需要适应特高压输变电技术的发展，适应大（巨）机组保护需要，适应带串补和可控串补电容线路保护的需要，适应SVC、STATCOM和超导限流技术的发展需要及在复杂故障或连锁故障出现时要求保护快速正确动作。

另外，广域保护也是当前继电保护的热门话题，它是在全国联网的趋势下提出的，如何合理配置防线，需要广大学者和电力工作工作者进一步深入研究。

国内外对广域保护理论的研究大致可分为两种：第一是使用广域信息做几点，例如安全监控、稳定边界计算、状态估计等，主要表现在其利用与安全等方面；第二是通过广域信息健全继电保护的功能，现如今，在以下几个方面的考究都比较差，例如系统结构、光与信息采集和利用、广域保护和控制算法等。

在保护整定管理系统研究方向，保护整定技术的性能得到了增强，表现在一是增加了整定效率，二是增大了准确性，但保护定值整定和以后智能电网保护整定之间有不小的距离。如今网路整定管理首要处理的包含以下几个点：

一是数据与网路拓扑维护艰苦，网络拓扑和系统参数是由保护整定人员自行维护的，目前，地区级网路更变无常，使其参数维护的工作增多。而网络参数的维护正确与否，决定了保护定值整定结果，将影响到整个区域网络定值的准确性。

二是目前定值的计算和管理系统定值置入相分离。在经过计算系统计算，定制系统审批，现场人员经网络下载定值，最后经手工置入保护装置。

在这个过程不仅消耗时间和劳动，而且容易产生失误，还可能造成重大事故。在数字化、网络化的系统中，应该将定值计算、定制管理和定值置入相关联统一实现一体化、自能化。这需要更加深入的研究和创新，也需要高素质人才的参与。

6 结 语

继电保护对电力系统的安全稳定运行具有重要意义，随着智能电网的发展和计算机技术的发展，会从以下是几个方面发展，计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制、测量以及数据通信一体化。对于继电保护工作者这既是挑战又是机遇，应该充分发挥个人特长，积极参与各种专业技能培训，顺应时代要求，提高自身素质，争做一名合格的继电保护工作人员。

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