智能电网背景下继电保护的新特征及发展趋势

聂铤

摘 要 继电保护在电力系统中的重要性是不言而喻的，伴随着我国智能电网建设的飞速发展，给电力系统的继电保护带来了越来越多的挑战。本文分析了智能电网背景下二次继电保护的新特征，介绍了未来继电保护的发展方向，旨在为相关电力工作者提供借鉴。

关键词 智能电网 继电保护 数字化 网络化

中图分类号：TM774 文献标识码：A

随着市场化改革的推进、气候变化的加剧，环境监管要求日趋严格，可再生能源等分布式发电资源数量不断增加，智能电网概念应运而生，其目标是利用先进的技术容许绿色可再生能源顺利接入电网，提高电力系统的能源转换和传输效率，确保供电质量和更高的可靠性。智能电网通常具有如下特点：自愈和自适应；安全稳定和可靠；兼容性；经济协调，优质高效；与用户友好互动。其中自愈和自适应是要求可以实时掌控电网运行状态，在尽量少的人为干预下实现快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电事故的发生。对继电保护系统而言，就要求其能够自动适应一次系统因分布式能源接入而出现的多变的运行方式，更要求继电保护系统自身出现隐藏故障时也能做到自诊断及自愈，以避免连锁故障的发生。

1智能电网二次继保的特征

1.1数字化

与传统变电站综合自动化系统相比，智能（数字化）变电站的测量输入信号和断路器控制信号都发生了很大变化，主要体现在传统电磁式的电压/电流互感器、断路器被电子式互感器和智能开关所代替。电子式电流互感器大多是采用罗格夫斯基线圈将一次大电流转换为二次弱电压的模拟信号，并经过高压侧信号处理变为数字量经光纤通道传送给合并单元；而电子式电压互感器，特别是高电压等级的互感器，大多是采用电容式分压技术将一次高电压转换为二次低电压的模拟信号，然后基于相同原理，经信号处理后到合并单元。

1.2网络化

基于合并单元的测量信号数字传输和基于智能断路器控制信号的数字传输为变电站的信息共享提供基础。当然就目前保护配置要求，同一间隔的保护装置和合并单元采用点对点的直采模式，而不同间隔的保护装置则可以采用基于SV（Sampled Values）网的网采模式。智能断路器与保护装置间既可以采用GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）网络通信也可以采用点对点通信。相比较基于电缆的传统变电站通信网络，智能（数字化）变电站采用光纤通信，并建立了基于数字量传输的SV 网和GOOSE 网的变电站过程层网络，实现了通信平台的网络化。

1.3标准化

智能变电站二次系统对自动化技术的要求越来越高，变电站中各种IED 的管理以及设备间的互联就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850 提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其通信交换过程处于一种标准化的输入/输出中，实现了系统的无缝连接。这种信息标准规范直接克服了来自不同厂家的智能电子设备之间的信息交互问题。结合通信平台的网络化技术，统一标准信息的应用也使得智能变电站继电保护和控制装置真正能够达到协同互操作的目的。

1.4广域化

随着电力系统调度光纤通信网络的大规模建设，光纤通信技术被广泛应用于电力系统广域通信中。目前，我国高压系统站间通信基本上采用基于OPGW 或ADSS的光纤通信，并采用SDH 环网制式，已形成以光纤通信为主、结合载波、微波等方式的电力系统通信骨干网络，而基于光纤通信的WAMS 工程应用也为广域通信系统的构建提供技术支持。

2 继电保护发展趋势

2.1安稳及自动化装置性能

现行的电网广域监测系统网络运用在智能电网中，不仅使整个电网的共享信息的自我保护能力有很大提高，而且使其具备紧急控制功能。因此，智能电网可以利用已建成的网络，提高敏感性能不强的后备保护的速动性，并使安全的自动设备改变现有的动作设置原则，使其更快速动，降低故障对电网的冲击。甚至使很多保护的动作时间都变得更高效可靠。安稳及自动化装置在可靠判断系统故障后，以最快的速度的按动作设置出口，隔离故障，并避免更大的恶性事故如发电网崩溃等的出现。

2.2网络化的二次继保的在线整定

智电变电站的在实现了网络化、准确化后，实现了智能设备与维护人员的互动能力，具备在线整定功能。对二次继保而言，网络准确化的变电站的改变有三个：一个是数据的传输，各种的电气量控制信息从原来的二次电缆改为了光纤电缆及网线通道；二是数据的采集，由于共享数据网的存在，所辖系统的相关设备元件的电气量二次继保定值都可在线采集；三是在线整定，对于开放在线整定权限的二次继保设备可以远程整定，如调度可以远程报退线路的软压板，系统运行方式改变时可以远程修改定值。

3 总结

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革，是电网未来的发展方向。对于智能电网系统而言，继电保护装置就像是促使其正常工作的保障。不及能够及时发现其中存在的问题，解决产生的故障；还能够通过装置迅速的对电力系统元件中产生故障进行及时的反映，以实现电力系统发生的各种故障的迅速与正确的隔离，以实现大面积地区停电事故的避免，确保电力系统安全和稳定运行。

参考文献

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