智能电网下的继电保护技术

梁 晶，梁 严

（1.云南师范大学太阳能研究所，云南昆明 650500；2.河北水利电力学院电气工程学院，河北沧州 061000）

0 引言

如今智能电网技术应用越来越广泛，而继电保护却不能满足智能电网建设的需求。因此在电网运行的过程中，应采取有效的措施快速发现并隔离故障。智能电网在运行中也应具备自愈功能，快速定位与隔离故障，并更新系统，有效实现在线保护的功能。

1 智能电网概述

智能电网在运行的过程中以物理性的电网为主要的基础，将电网与现代通信、计算机信息和新型传感测量技术充分地融为一体，这种新型电网形式缓解了我国能源短缺的现状，同时也有效控制了生态环境污染问题，达到了节能环保的目的。智能电网在发展中主要以特高压为电网核心，不同等级电网的协调发展为基础，合理利用新材料和新工艺实现传统电网的信息化和绿色化建设。

智能电网背景下的继电保护概念体系，为电力企业在能源产业的发展和竞争提供了有利条件。智能电网建设是电力系统发展的主要内容，而继电保护装置是智能电网建设的关键。继电保护装置具有监控、检测和保障智能电网运行状态的功能，因此在智能电网建设中也起到了不可忽视的作用[1]。且继电保护装置应对智能电网系统当中明显的不足进行科学的分析和有效的处理，将处理的信息和成效及时反馈给有关部门，对系统进行更加全面的检查。

在智能电网系统建设和运行中，需结合对监控系统以及关键节点运行情况的分析，来调整继电保护系统的保护定值以及系统运行的功能，从而使保护系统满足不同状态的需要。另外，变电站数字化与信息化技术在不断发展，实现了大范围应用。由于互感器元件不断更新和发展，继电保护装置采样、逻辑和执行功能也必须要顺应环境的变化，继电保护和相关技术需不断地革新和完善。不仅如此，在工作中，工作人员的工作能力、设备的可靠性以及安全性也成为了当前应高度关注的主要内容。

2 智能电网环境下的继电保护问题

2.1 保护范围有待明确

目前，尽管电力企业发展速度明显加快，但是智能电网技术还需要进一步推广，在我国的电网系统建设中依然存在诸多的传统电网，进而限制了继电保护的应用范围[2]。继电保护技术也没有明确其使用范围，继电保护应用依然需要不断完善，在这一过程中还存在着保护不及时和不到位的问题，对此，要积极优化和完善继电保护技术。

2.2 保护力度有待增强

近年来我国十分重视电力行业的发展，智能电网系统建设也得到了不断的改革和完善。但是部分企业过于重视短期利益，在电网建设中操之过急，忽视了继电保护技术的发展，因此也出现了继电保护技术无法满足智能电网建设要求的问题。在智能电网引入并应用新技术时，出现上述风险的可能性明显提高。对此，应合理利用继电保护技术对其进行处理，从而确保系统的安全运行，避免系统运行中产生巨大经济损失。

2.3 保护设备有待完善

继电保护在智能电网运行中扮演着重要的角色，继电保护设备也是智能电网继电保护的基础。随着智能电网环境和运行状态的变化，继电保护设备也应做出相应调整。这里智能电网对继电保护设备提出了更为严格和细致的要求。电力企业需要结合继电保护技术以及智能电网发展的基本现状，购进符合技术要求的继电保护技术。与此同时还要高度重视保护设备的性能，进而保证继电保护的效果。若继电保护设备出现明显的运行故障，需及时采取有效措施加以处理。充分、全面地了解智能电网的环境和继电保护技术的基本情况，对于继电保护设备的保护有着十分重要的作用。

2.4 配电网发展缓慢

单向的电力供应消费模式下，电网与用户之间的互动明显不足，这也在一定程度上加大了负荷峰谷的差值，降低了用电负荷率。若要降低投资的金额，达到节能的效果就要采取有效的措施推动智能电网建设的发展，从而使系统与用户之间形成良好的互动，充分调动用户的积极性。再者，电网系统应及时掌握用户的输电能力反馈，配网需根据继电保护技术进行适度的改进。目前，新能源飞速进步，电网建设中也引入了多种新能源。对此，要采取多种措施完善继电保护的功能，维护负荷与电源交互的安全性[3]。

2.5 继电保护装置范围尚不明确

电力系统运行中，智能电网推广的范围还需要不断扩大，很多地区的电网依然沿用传统的模式，因此继电保护的管理范围模糊，阻碍了继电保护智能化的发展。在过渡发电环节，由于电网之间穿插十分复杂，使得继电保护装置运行中所提取的信息不够清晰，影响了继电保护的准确性和科学性，出现了保护延时的问题，无法满足当前电网智能化的基本要求。

3 智能电网环境下的继电保护技术

3.1 广域保护技术

以电网为基础对其进行细分，形成子集。且广域保护技术主要利用电力网络子集来分析和解决电网运行中出现的故障。该技术能够对有效的数据信息进行全面科学地分析，进而明确故障原因，然后再针对故障的主要原因提出有效的应对策略。广域的继电保护技术主要涉及到2个内容：①安全自动控制。可应用于电网运行中发生故障阻碍其正常运行的工况下，其能够自动解决系统的基础问题，保证了电网系统的正常运行；②继电保护。继电保护技术主要应用于较为复杂的电网故障中。采取科学有效的继电保护措施能够顺利解决系统故障，另外还可使继电保护技术更好地顺应和满足智能电网的发展需求。

3.2 保护系统的自身重构技术

时代在不断地发展和进步，智能电网技术也得到了一定的完善，因此继电保护技术也要顺应智能电网的发展趋势，提升技术的自适应能力，进而更好地适应智能电网的运行需求。此外，继电保护系统自身重构技术也应具备强大的自我诊断和自我修复能力。如系统在运行中出现了某一部分失灵的问题，智能电网能够自主查找系统故障位置，并且查找可替代故障元件的部件，以此保证系统的平稳运行。但是这种处理方式也会使继电保护系统无法充分发挥其功能，所以必须要重新构建适应智能电网发展的继电保护系统。

3.3 智能设备和新型电子传感器的应用

智能电网的平稳发展需要高质量智能化设备的支持，利用智能化电子设备能够更加准确地判断电网设备运行的基本情况。也就是说在智能电网发展中需要一个稳定且功能齐全的控制中心设备，应覆盖所有的环节，如电力能源的使用和转换等。再者，控制中心设备也可帮助人们及时了解智能电网设备的运行状况，第一时间发现问题，从而提高管理效率。电压传感器是应用最为广泛的智能感应技术。人们可利用电压传感器来收集需要的数据，这样也可为日后的设备故障维修提供准确可靠的数据支持，促进继电保护系统的优化和完善。

4 继电保护装置的发展趋势

4.1 继电保护的多元化

为了充分保证继电保护装置的效益，提高继电保护装置的质量，在继电保护装置发展中，要全面结合智能电网应用实际，同时还要准确把握智能性与功能性的结合点，从而促进继电保护的多元化发展，推动继电保护的创新和优化。继电保护一方面需具备传统的功能，另一方面还要利用其灵活的优势，监督和调控输电效率以及双向传输指标，有效降低能源消耗，增大经济效益。

4.2 继电保护的数字化、智慧化

智能电网当中涵盖了不同类型的数字技术，这也意味着继电保护数字化也成为了继电保护发展的主要趋势。数字化传感器发展水平不断提高，一方面优化了网络信息传输的功能，另一方面也在一定程度上减少了传统传感器应用中的诸多不足，进而有效维护了传感器的稳定性和科学性。在传感器升级时，传感器中的辅助功能也会较以往更加完善。不仅如此，数字化也可将大数据技术融入到继电保护当中。受大数据的支持，继电保护装置能够采集不同类型的正常和故障信息，从而使继电保护的性能具有较强的逻辑性和智慧性特征。

5 结语

在信息技术发展和应用的过程中，智能电网已经成为电网发展中不可逆转的趋势，而继电保护是智能电网发展的基本前提，所以就要在智能电网环境下更加科学地应用继电保护技术。这就要求专业的工作人员加大研究力度，制定出更加完善的方案，全面推动智能电网建设的快速发展。