继电保护技术在智能电网中的应用研究

杨涵鼎

（宁夏送变电工程有限公司，宁夏 银川 750001）

0 引 言

随着科技进步及智能化发展的需要，智能电网的优良稳定性能在实际应用中逐步凸显，同时在电气行业被定为未来发展趋势[1]。继电保护技术在智能电网中的应用为电网的正常运行提供了保障。提升继电保护系统评定的精准性，并及时补救存在的问题，提高其保障作用的稳定性，对智能电网的稳定运行具有重要意义[2]。

1 智能电网框架分析

当前，由于智能化电网框架的不同，导致各国在智能化电网的应用及发展水平上存在一定差距，但共性为均将电网的用户用电、输配电、发电转换以及电力资源开发等环节融入到信息化管理系统，实现各区域、各环节统一于信息化管理系统控制，同时发挥智能化减损、精准供电、高效供电、互补供电、安全供电及智能交流等作用[3]。智能化电网系统如图1所示，其在一定程度上实现了范围指向性、实践性及技术性等要求，为复杂的电网框架提供了信息化和系统化的管理方式。

图1 智能化电网系统结构

1.1 运行方式分析

智能电网运行方式具有特殊性，一方面是电网线路具有双向流向，另一方面是具有多重运行方式。其中，独立运行方式具有较强的变化性和不稳定性，易导致系统运行过程中产生大幅阻抗变化，造成传统控制中的距离保护及过流保护的定值计算失准。为确保电网系统的长期稳定运行，需将智能电网标准要求作为电网的重要依据[4]。通过有效的测试计算及管理方法，确保各指标和参数处于严格的管理与监督中，保障各设备运行的高效性和稳定性。此外需增强设备巡检及维护，确保供发电设备处于最佳运行状态，发生问题时可及时处理，以降低损失。

1.2 继电保护构成分析

传统继电保护系统电源点具有确定的流向，结构较简单。继电保护仅与输入端电气量相关，只需判别输入侧电气量即可实现相应保护。智能电网继电保护系统相对复杂，需通过传感器采集设备运行信息，进而进行分析判断，实现重要设备的实时监控，且通过采集数据的计算分析，预测设备将来特定时间内的运行情况[5]。综上所述，智能化及信息化在电网中的应用，高效且严谨地确保了智能电网继电保护系统的正常运行。

2 智能电网继电保护优势分析

2.1 继电保护网格化

全新数字化技术的应用使得传统继电保护系统信号的信息采集方式及传输媒介发生了变化[6]。先进地通信网络提高了电网信息采集、对比分析以及处理判断的便捷性，提升了继电保护系统能力，简化了电网设备体系及继电保护系统。智能化终端的应用不仅实现了继电保护系统采集被保护部件的数据信息，而且可通过网络获得故障状态信息，并对当前运行状态进行判断，为控制中心提供提示及预警。

2.2 继电保护自动调整

智能电网中，自适应继电保护系统可在不同故障状态及运行方式下调节保护定值、模式及性能，扩大了继电保护系统的应用范围，优化了继电保护性能。综合来看，自适应控制技术解决了当前电网系统存在的过渡电阻变化、单相接地短路以及频率变化等问题。

2.3 继电保护数字化

智能电网选取传输性能优良的互感器，以确保传输电气量的精准性和真实性，继电保护辅助功能的优化和数字化传感器利用的强化必定为继电保护技术的发展趋势。

3 继电保护应用

3.1 关键技术优化

智能电网中，关键技术优化作为继电保护技术运用的前提，需确保自动化控制、通信传输及信息收集有机融合于智能电网继电保护技术。关键技术优化中，FACTS部件安装时需确保参数调整及装配位置的合理性，同时FACTS部件可记录运行过程中的相关数据。FACTS部件基本结构如图2所示[7]。通过数据记录一方面为关键技术优化提供服务，处理当前存在问题；另一方面可校正继电保护系统，提升电网自愈系统运行效率，进而提高继电保护技术水平。

图2 FACTS部件基本结构

3.2 提高数据精准度

智能电网通过数据信息控制相关设备，因此数据信息精度对智能电网继电保护技术的应用具有直接影响。参数测量技术作为智能电网的重要组成部分，通过其可实现智能电网所需数据的采集及转换[8]。此外，数据支撑的完善性对继电保护系统的停电确认、重要部件温度、线路及变压器载荷、故障定位、设备运行状况、相位关系、电能质量以及功率因数等保障具有重要意义。重要的是，需记录不同周期的继电保护数据信息，以提高继电保护技术的运行效率。

3.3 设备运行效率强化

提升设备运行效率的关键在于提升电力电子部件的电能控制、传输及变换能力，通过融合智能化控制技术与电力电子技术实现提升设备运行效率的目的[9]。当前，智能电网通常采用传感器监控输电、配电及发电等工序，利用网络系统采集、分析并判断数据信息，实现对设备运行情况的实时监控，以远程修正和监控保护定值及保护功能。系统框架示意如图3所示[10]。继电保护系统具有故障位置判定、故障自我修正以及自动化干预等功能，确保了电力系统运行的稳定性和连续性[11]。

图3 系统框架示意图

3.4 提高控制强度

智能电网中，继电保护作用的关键为控制强度。提高控制强度时，一方面需考虑电能质量及供电终端的影响，采取措施降低干扰；另一方面采用专家系统的自动化控制增强智能电网控制水平，以确保自愈能力[12]。同时，需强化工作人员处理紧急事件能力，以进一步提升智能电网控制水平。日常工作中，通过相关案例分析掌握必备技术，方可在产生问题时做出正确决定，保证继电保护技术在智能电网中发挥应有的高效性、精准性及稳定性[13]。

4 结 论

随着智能化水平的提高，智能电网逐渐在电力系统的发电、输电、配电、用电及保护等多个环节体现先进性，同时给电网安全的继电保护系统带来了机遇及挑战。应积极应对传统继电保护技术中的问题，提升继电保护系统在智能电网应用中的精准性和稳定性，推进电力系统智能化水平的提升。