试论智能电网环境下的继电保护研究

李苏



试论智能电网环境下的继电保护研究

李苏

（泰州市姜堰区供电分公司，江苏 泰州 225500）

随着我国电力行业的技术水平不断提高，当今智能电网已经成为了电力领域重点的发展方向，智能电网的应用不仅能够提高电力供给的质量和效益，也保证了电力系统的稳定性，需要不断进行研发和发展。在智能电网建设当中，继电保护是十分重要的工作内容，直接关乎着整个电网的稳定性。基于此，探究了智能电网环境下的继电保护。

智能电网；智能变电站；继电保护；电力设备

电力行业的发展直接关乎着民生，与人们生活质量息息相关。在计算机信息时代下，我国也加强了对智能电网继电保护的研究，在近期使用中取得了不错的效果。继电保护是保护电网安全运行的重要一环，与变电站能否正常运行有着直接关系。对于继电保护技术而言，随着智能电网的多年发展，继电保护技术也变得更加完善，对保证智能电网安全、平稳运行有着重要意义。为了能够进一步发挥智能电网的作用与价值，需要电力部门进一步强化继电保护技术，以继电保护技术来确保电网运行的稳定性，实现电力事业的再次发展，提高人民群众的生活质量，为社会发展提供电力支持。

1 智能电网概述

简单而言，智能电网就是在传统电网中融入计算机网络技术、人工智能技术、模糊神经系统等，可以实现远程操控、数据通讯、自动监控等功能，实现对整个电网的自动化控制，在电网实际运行中，如果对电网局部发生故障的部位进行自动化检修（非硬件故障），不会影响其他部分的运行，不需要过长的时间即可恢复电网功能，避免传统继电保护造成的长时间断电问题出现。在智能电网中应用继电保护技术，可降低电网运行故障的概率，避免因为电网局部故障影响整个电网功能，将经济损失降到最低。从近些年智能电网实际运行情况来看，智能电网的出现可以有效提高电网运行效率，确保电力系统在实际运行中的可靠性与安全性，提高资源利用率、减少污染排放，这与实现我国提出的节能减排理念相符合。

2 智能电网继电保护技术分析

2.1 继电保护原理分析

应用继电保护技术能够有效提高电网运行的平稳性、安全性，通常是在观点站内部设置传感器，远程监控电力设备的实际运行情况，采用网络通信技术采集设备运行信息，并进行统一整合，提高电网运输数据的使用效率。对电力设备实际运行状况进行实时监控可以发现电力设备的潜在故障，并制订对策，这对辅助电网维护工作有着极大的推进作用。设置继电保护设备，除了能够保证电网平稳运行，也可以24 h获取电力设备运行信息，且可以实现采集数据的共享。通过充分对继电保护系统的分析，发现其基于电力设备出现短路、断路等引发的电力变化，判定继电器的实际运行情况，如果电力设备运行数据超出了标准范围，就会联动报警系统发出警报，把故障信息直接呈现到终端显示器上，工作人员可以结合实际情况进行处理。

2.2 智能电网继电保护技术分析

2.2.1 广域保护技术

简单而言，广域保护技术就是对电网网络子集数据进行分析、处理的保障单位，在指定范围内采集子集继电保护信息，之后对信息技术进行系统分析，并在此基础上找出出现故障的原因，这样即可有针对性地解决问题。同时，该项技术还具备安全自动控制和继电保护功能。其中，安全自动控制技术主要是处理电网自身故障，即非硬件故障。通过智能电网系统对故障终端提出处理方法。继电保护技术结合电网内部实际运行情况，如果运行标准超出了安全阈值，就会自动关停电网，避免故障进一步增大，提高了对电网的保护力。

2.2.2 保护系统的重构技术

智能电网对继电保护系统要求要比传统电网更高，需要继电保护配合，向智能化的方向发展，提高继电保护系统的自适应能力，这样才能够对智能电网运行、机构变化起到保障作用。在适应能力层面上，智能继电保护需要具备自我重构机制，即自我诊断与自我修复。例如，继电保护系统构成元器件故障时，智能变电站可以自动切换为备用元器件继续运行，恢复电网功能，并将故障发现到故障处理的整个流程显示到终端中，让工作人员快速地将故障的元器件更换掉，保证变电站可以正常运行。

2.2.3 智能电器设备以及电子传感器

传统电网与智能电网最大的差异就是智能化，也就是针对电网的实际运行情况进行分析，并在一定程度上可以解决电网的故障问题，从而实现对各种智能化设备（包括部分非智能设备）的管理与控制。与此同时，当今智能电网中的智能设备覆盖面越来越广泛，在电能的传输、转换、储存、使用等各个方面都可以实现智能化控制。其中，电压智能传感器是智能变电站重要的组成部分，在智能变电站正常运行的过程中，可以通过安装相应的智能传感器，从而自动收集变电站运行电压，并对电力设备运行状态数据进行全面的分析与评估，为电网故障维修提供强有力的信息数据，这样即可加强继电保护的效应。

2.2.4 仿真与控制决策技术

仿真技术就是对智能电网运行状况进行分析预测，主要功能是以计算机为载体，实现数字化仿真；控制决策技术是以仿真技术所得出的结果作为决策依据，对智能电网运行情况进行科学控制和管理。此两项技术都是确保智能电网安全、平稳运行的重要保障。利用仿真技术将所采集、提炼出的数据进行数字信号转换，传输到决策系统当中，将所采集的数据信息和标准信息阈值进行对比，从而智能化地提出决策，实现对电网系统的保护。

2.2.5 软件系统

软件系统的主要功能是信息查询、分析定时记录、处理“三遥”数据、报警、系统状态检测等。主要是对二次设备进行实验记录以及定值处理，帮助电力工作人员展开信息记录工作，并采用网络平台对电力继电保护信息进行共享，从而为其他部门提供更加便捷的查询服务。软件系统还可以连接到整个智能系统的数据库、影像库，通过系统计算反映出图像中二次设备缺陷与故障信息，动态检测继电保护装置的运行情况。结合我国电力企业发展现状，智能继电保护技术势必会逐渐减少人工干预的情况。根据智能电网的发展趋势，继电保护系统会逐渐朝全智能化的方向发展，也就是采用系统软件编程，脱离人工监控形式，让计算机终端对电网进行全程监工、记录信息、信息采编、数据共享等，最大程度地降低人工劳动强度。其中，电力系统的核心就是数据库，相比传统电网数据库而言，智能化数据库组织形式更加多样，除了能够进行动态存储、应用程序结构、非结构性等，还可以对所采集的数据信息进行整理、处理。此外，数据库中的数据信息时刻都在变化，所以，在很大程度上也可以实现系统控制工作，采用处理技术进行数据记忆，结合用户实际需求设置相应的运行标准，采用模块化设计，通过不同方法提高整个数据库的完成性，也可以通过设置访问权限划分不同人员的访问范围。

2.2.6 电力电子与通讯技术

在智能电网背景下的继电保护必须要通过网络来传输相关数据信息，所以，加强通信技术的研究十分重要。在电力电子层面上，当今大功率电力电子设备已经成为了主流，包括柔性直输电流、高压直流输电等，这些新技术都能够实现无功补偿功能。而应用网络通讯技术，可以实时传递传感器所采集到数据信息，将变电站智能设备的运行数据实时显示到终端上，为电网控制人员提供相应的数据支持，这对推动智能电网发展有着重要的意义。

2.3 智能电网继电保护技术的应用分析

现如今，我国电力事业发展到了新的高度，也实现了电网的智能化升级目标，解决了传统继电器中的问题。采用新型继电保护技术，可以采集、分析、处理、整合（划分）、传输、应用相关信息。同时，在智能化背景下，市场上已经出现了多功能、全智能的继电保护装置，通过对智能设备进行设置，即可实现对各个电力设备的远程监控。

由于我国智能电网发展还不够完善，未来智能继电保护技术会逐渐成为主流，可以实现数据化信息数据传递功能。这就需要全面展开智能化设备、智能仪器的推广工作，将这些设备连接到智能电网中，可以简化二次回路接线，让电网维修工作变得更加便利。同时，采用数字化继电保护技术，能够有效提高保护性能，从而推动智能电网的发展。此外，新能源融合电力领域已经成为了必然趋势，未来太阳能、风能、生物能的应用比例会更高，逐渐取替传统能源，从而减少了电网运行对自然环境的影响。

3 智能电网环境下继电保护发展趋势

3.1 二次网络化传输方面

智能电网能够实现状态检修功能，其中最为重要的是继电保护技术。虽然状态检修在电力行业中已经提出已久，但使用范围依然局限，并没有进一步扩大。随着电网智能化的发展，继电保护装置也逐渐变化为二次设备网络化传输形式，可以把二次设备运行状态通过数字化形式展现出来，之后在采用合并单元进行模拟量采集，终端控制系统根据采集量自动开关。二次网络化传输实现了数据全程采集、全程监控，让继电保护实现状态检修也不再是一种理念。

3.2 基于IEC61850建设统一模块

传统变电站中需要设备进行二次连接、通线，而智能变电站可以很好地解决这一问题。结合IEC61850的标准与要求，构建统一智能变电站系统模块，加强“三层”间联系。同时，继电保护也可以让SCD、CID文件配置一一对应，在模型中文件配置实现二次接线，这样即可最大程度上减少二次接线问题出现。保证智能变电站正常运行必须要有相应的文件匹配，需要及时更新文件配置，让文件功能可以相互对应，确保整个智能电网的正常运行。

4 结束语

综上所述，随着我国智能化技术的不断发展，为了能够保障智能电网的平稳运行，就必须做好继电保护工作，深化继电保护的研究，推动智能化继电保护技术的发展，这样才能够全面发挥继电保护作用与价值，降低电网故障率，从而推动我国电力事业的健康发展。

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［2］刘桂红.试论智能电网环境下的继电保护［J］.低碳世界，2016（23）：38-39.

［3］林锦冰，吴芳芳，林耀生.试析智能电网环境下的继电保护［J］.大科技，2015（07）：85-86.

2095－6835（2018）18－0059－03

TM76

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.059

〔编辑：张思楠〕