智能电网下继电保护的关键问题分析

张 梁

国网无锡供电公司 江苏 无锡 214000

1 智能电网建设中继电保护的关键问题分析

1.1 大电网问题 大电网的出现是由我国能源及负荷整体逆向分布的状况决定的。其能源分布主要在我国西北地区,而用电负荷则主要集中在我国的中东和南部区域。因此为了满足相关要求,远距离的交直流混合、超/特高压的输电方式才可以实现我国能源优化配置。直流输电系统的传输因为其容量较大,其线路的应用率比较高,对社会整体效益产生的影响较大,而直流系统的相互耦合作用,势必对电气控制系统和继电保护提出新的要求,特别是在交直流耦合、大功率电力电子变换器件等方面带来稳定性、电网污染等一系列问题,需要加以解决。

1.2 设备保护不够完善 在智能电网的发展背景下,继电保护工作则需要新型设备支持,随着智能电网的广泛应用,继电保护设备则需要不断创新和发展。相关电力企业或是部门则需要依照智能电网的运行状态,并结合当前继电保护工作状况,改良一套符合相关要求的设备,完善现有继电保护装置功能。但是在继电保护系统设备采样及处理等过程中,其适应性和更新速度受限,其在基础零件性能要求上还存在很大不足,从而影响了其运行安全。

1.3 配电网发展的滞后问题 电力供应单向消费模式常会致使电网与用户之间出现缺乏互动的现象,从而致使负荷“峰谷”出现差额大的现象,阶段性的用电负荷率也较低。同时想要降低投资金额和节约能源,以及提升用电的效率就需要强化智能电网系统。增强用户和电网之间的互动,并调动用户的积极性。电网系统则需要不断满足用户对于送电能力的反馈,配网则需要对继电保护系统技术进行一定的调整,特别是在多种可再生能源(光伏、风能、垃圾、淤泥等)不断引入网内的现状下,增强用户终端输电入网的继电保护设备的性能与功能,切实为负荷—电源交互提供安全有力的保障。

1.4 继电保护装置范围与界定还不够明确 在现阶段电力系统运行过程中,智能电网普及不够广泛,我国很多区域电网依旧使用传统模式,致使在继电保护工作中,管理范围划分不明确。因此造成继电保护工作不能完全智能化,在过渡(燃煤、水电与新能源分布式并存)发电中,因为电网之间穿插较为复杂,使得继电保护装置运行中提取的信息混淆,致使继电保护工作出现不准确性、同步性延时等不良现象,很难满足当前电网整体智能化的要求。

2 智能电网背景下继电保护控制措施

2.1 设备完善与系统功能增强 在继电保护装置中合理应用传感器,利用传感器自身优势,通过完善设备运行,获取一定的信息,并将信息参数转化成为继电保护系统中实现功能技术的依据,保证其可靠性和安全性。智能电网背景下的继电保护装置在整个运行过程,需注重自然环境因素对整个运行产生的影响,例如大风、雨雪天气等很容易引发传感器出现震动、接线出现松动等不良问题。所以,我们要对继电保护系统设备进行状态监测,对整体特征进行综合性分析。

2.2 构建智能化保护信息交互平台 构建智能化保护信息交互平台能够帮助迅速收集大量智能电网环境运行的状态和数据,在统计学理论的基础上,结合大数据分析计算,运用数据协调技术,为智慧电网系统运行提供了一定的数据资源,从而指导、维护整个电网的稳定安全运行。同时在智能电网运行状态下,系统的保护升级主要工作即是动态监控、动态扩充与动态构建保护信息交互平台,以适应不断更新的电力网络保护要求,实现继电保护(二次)与智能电网主体构建(一次)同步发展。完善智能电网背景下的继电保护工作必须将电气技术与互联网前沿技术相融合,实现智慧信息交互。

2.3 多方向、针对性升级

2.3.1 继电保护的多元化发展 为进一步提升继电保护装置的质量与效益,继电保护的发展必须结合智能电网应用过程中的实际状况,并以此找寻到其“智慧性”与“功能性”二者之间的契合点,推动继电保护的多元化发展与更新改进。除传统功能外,还应使其以灵活的方式对输电效率和双向传输等指标进行实时监督和统一的调控,以降低损耗,提升经济效益。

2.3.2 继电保护的数字化、智慧化发展 智能电网中融合了大量的数字技术,继电保护向着数字化方向发展。传感器数字化方向的不断升级,不但能够增强网络信息传输,还能够降低传统传感器存在的不足,从而加强传感器的稳定性。转型升级过程中,传感器中的辅助功能也将进一步优化与增强。同时,数字化亦可将“大数据”网络技术引入到继电保护中,在大数据的支撑下,继电保护装置也将依靠采集的各种正常与故障信息,不断“智慧”改进保护逻辑与提升保护性能。

2.3.3 继电保护的网络化发展 当前继电保护系统逐渐向着网络化方向发展,其发展过程中需要注重以下两个方面。第一,共享信息资源。将继电保护运行参数与数据整合,将其传送到设备后台,实现智能电网发展运行的全方位监管。第二,传递信息资源。相关工作者要及时反馈该装置所有传输的资源信息,实现双向多通道的实时信息交互。信息交互的准确性与实时性,直接影响继电保护的可靠性与安全性,但是随大数据网络发展而来的网络安全问题将是考验继电保护功能的重点和难点。

结语

综上所述,继电保护是智能电网运行中的首要防线,大力建设智能电网对于我国电力事业发展具有十分重要的意义。因此,对于维持智能电网正常稳定运行的继电保护系统的要求与标准也更加严格。现阶段中,继电保护系统运行存在的问题将会是继电保护工作人员关注的重点,要求必须要应用各种科学理论、新技术、高性能信息化设备来对这些问题进行解决,本着自主创新原则,切实打造出安全可靠的智能电网。