智能电网环境下的继电保护技术

药炜

【摘要】：目前，我国科技的发展让我们的双手更加解放，一个又一个新的发明让我们的生活更加舒适，这些科技与发明的运转都是来自能源——电力。促进电网智能化发展已经是国家对电力建设指定的主方向，将大数据手段运用到电力网络中也是现阶段需要攻克的难关。电网的智能化与复杂化对电网的安全有了更高的要求，这种安全不仅是对电网本身的，也是对用电客户的。

【关键词】：智能；电网环境；继电保护技术

1、大数据下的智能电网

我国对于智能电网的定义是：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，利用先进的信息、通信和控制技术，逐渐构建以自动化、计算机化、互动化为主要特征的统一的坚强的智能化电网。

新时代的智能电网是依托于大数据建立的。大数据下的智能电网在使用时会不间断地产生实时数据，这些数据信息会被智能设备手机处理，建立一个关于电网系统的数据库。其中的数据被处理分析，继而反馈给电网各部分的系统，从而对电路网络进行实时监控，以便于在出现故障时，可以迅速做出正确反应，将波及范围尽可能减小，使整个系统尽快恢复正常。与传统电网相比，大数据下的智能电网更侧重于对运行产生的实时数据进行采集，其主要有数据量大、数据类型多、利用价值密度较低、数据处理速度快等特点。

2、智能电网环境下的继电保护技术

2.1系统重构

系统重构是继电保护很重要的技术要求，它是区别于传统继电保护的主要特征。智能电网相较于以往的电路网络，在网路内部应用了很多新的装置和程序，既有的系统模式已经不能满足支持这些行的应用，所以必须对只能网路进行系统重构。系统重构使得这个电路网络从结构性能上发生了很多不同，是继电保护能够在智能网路运行的系统基础，是赋予继电保护在大数据技术下不断更新的保证。比如，如果在电路网络中的某一部分发生了问题，系统重构能够保证电路网络进行主动修复，自动适应整个网络的运行要求，而不是向以往系统面对故障区域只会“滴滴”作响，必须在人工操作下才能排除故障。

2.2广域保护

随着智能电网搭建技术的迅猛发展，在继电保护系统中的广域保护俨然已经成为其研究的重点所在。可以说广域保护就是以高效、及时的信息通信技术作为实施保护的基础，并在该系统中纳入多种类型的数据信息，继电保护的实际配置方式进行彻底地改变，在提高继电保护实际运行水平的同时，也提高其运行能力。目前，在实际广域保护中，我们可将其后备系统分为：广域集中式、IED分布式、站域集中与区域分布相配合，此3种模式。其中，广域集中式其基本单元是被保护的电气设备，采用直接方法对电网内的全部信息进行整合，判断电网所发生的故障；IED分布式则是通过IED元件，将其分布在被保护设备之内后进行相关信息数据的采集，最终实现继电保护功能。

2.3单元件保护

通过分析，我们可以得知智能电网的单元件保护，其保护的主要对象就是在智能电网运行中发挥着重要功能的电气设备，如：变压器、发电机组、交流线路、直流线路等等，而对其的研究内容则主要集中在如何对传统的元件保护改进上。在变压器的保护方面，我们将对励磁涌流的识别作为保护的关注重点，这是因为励磁涌流具备多样性、混淆性、随机性以及非线性等诸多特点。因此，在变压器的实际保护研究工作中，将工作研究重点放在变压器内部的故障分析与故障计算上是十分必要的；在发电机组的保护中则要做好内部短路保护工作。尤其是在匝间短路保护工作上要给予足够的重视。并且还要对发电机组的保护设计、灵敏度检测、整定计算等方案进行精确地设计，进而满足匹配发电机组承压力、反时限过流、过激磁等后期保护判断上的需求，保证定转子一点接地保护的可靠度；在交流线路的保护上，要做好保护原理、保护方法的进一步改进。这是因为在智能电网的实际运行过程中，高阻接地会受到距离保护功能的影响，当电网系统因振荡而发生短路问题时，不仅无法发挥保护职能，还不容易避开交流线路的负载能力，进而造成较大的故障测距误差。

3、智能电网环境下给继电保护带来的改变与发展

3.1输电灵活化趋势

可以说输电效率的大大提高，对整个电网系统控制上的灵活、有效都是智能电网智能化发展的重要体现。而能够做到此点的根本原因则在于静止无功补偿器、电能质量控制装置在智能电网中应用，从而对电能质量、系统潮流做到有效地控制。同时，在我国电网中交、直流混合输电技术的应用与发展，电力电子元件的应用，也在很大程度上提高了输电灵活性，给智能电网环境下的继电保护工作带来了巨大的革新与良好的发展。

3.2数字化发展趋势

可以说数字化发展，是目前智能电网环境下继电保护所显示出的最大特点，具体表现在：测量手段的数字化、信息传输的数字化。其中，通过数字接口与电子互感器能够实现测量手段的数字化；而通过光纤网络传输数字信息则可以实现信息传输的数字化。尤其是电子互感器的体积往往较小且绝缘能力较好，因此，充分利用光电转换器对电网运行情况进行测量，不行能够拓宽电网信号的传输频带，还能够增强暂态性能，消除在互感器测量上的误差，提高了测量准确性，降低互感器故障的发生率。所以，在继电保护的未来发展中，还应该充分利用数字化传感器，去进一步精简继电保护装置的辅助功能，提高继电保护水平，从而使继电保护系统能够与智能电网进行最佳配合。

3.3网络化发展趋势

网络化发展趋势伴随着网络信息技术在智能变电站中的普及应用，网络化发展势必会成为未来智能电网环境下继电保护不可逆转的重要趋势之一。尤其是伴随着网络化发展进程的逐步深化与完善，更是大大地提高了继电保护水平。一方面，促进了智能电网环境下继电保护工作的信息共享，从而使变电站的所有设备都能够紧密地联系在一起，扩大继电保护范围；另一方面，促进了智能变电站的信息传递，使信息传递变得更为准确、及时，从而实现对整个智能电网的全方位监控，有效提高智能电网运行的准确性与运行效率。

结语

继电保护技术在大数据下的电路网络具有新时期的特点——功能范围扩大、操作智能化等，但是给我们惊喜的同时也来的难题。未来依托于大数据的继电保护技术会不断完善，现在还有很多技术手段不够完善，需要去探索。

【参考文献】：

[1]宋燕伶.智能电网中继电保护技术的应用探究.中国新技术新产品[J].2012（20）：109-111.

[2]李杨.智能电网大数据处理技术应用现状及困境探讨.硅谷[J].2014（14）：91-93.