智能电网中继电保护技术的应用

石峰奇 王海滨 李松涛

摘要：电力行业是确保当前社会经济发展中一个最为关键的行业，其内部的电力企业面临着越来越严峻的发展竞争形势以及更高的工作要求和标准，尤其是推动智能电网建设进程是国内全体电力企业共同努力的方向。智能电网建设的根本出发点立足于确保电网运行可靠性基础上，但是其在实际运行中不可避免出现故障问题，此时如果可以有效利用先进继电保护技术，那么可以快速切断故障线路，并警示运维管理人员及时解决故障。由此可知，如何才能有效地发展与应用继电保护技术是智能电网建设中需要重点关注的一个问题。

关键词：智能电网;继电保护技术;具体应用

1继电保护技术概述

1.1继电保护作用

继电保护是维持电网正常供电的重要保障，在遇到设备故障时，可以自动、快速且有选择的切除系统内故障设备，确保不会对其他设备与系统产生破坏，避免大范围停电事故的发生如果供电系统处于异常状态，继电保护装置还可以想值班人员发送告警信息，通知其及时采取对应措施处理，提高供电可靠性。传统电力系统电源处潮流流向为单向，而继电保护设备输入的为本侧电气量，包括三相电流Ia.Ib与Ic，以及单相电压Ua.Ub.Uc，保护装置对上述电气量进行判别，完成相应保护动作要求而如果面对的为复杂度更高的线路光线差动保护，输入量则为被保护线路对侧电流

1.2继电保护原理

智能电网在运行过程中，想要实现对系统设备的全面监控，需要通过传感器对发电、配电、供电以及输电各环节信息的全面收集以及整合分析，完成整套电网系统运行状况的实时监控与保护。继电保护技术在智能电网中的应用，除了可以有效保护系统传感器信息外，还可以对其他设备信息进行保护。这样在共享信息时，就需要仔细核对各项信息，保证信息时效性与准确性另外，如果系统内保护装置出现故障，继电保护可以通过自身及时恢复的功能，将故障影响范围最小化，来保证智能电网运行的稳定性。

2智能电网继电保护关键技术

2.1广域继电保护的技术

广域继电保护系统的引入将继电保护系统的信息流动范围进一步扩大，该系统不仅能够实现对变电站数据的收集与分析，同时又能够对变电站附近的电力设备运行情况进行分析与反馈，通过这样的机制使得电网数据区域化覆盖，解决了区域内部不通电力设备数据传送障碍的问题。广域保护技术分为安全自动控制和继电保护两方面的内容，前者主要针对自身运行过程中出现的障碍，后者主要对区域内的电力运行矛盾给出解决策略。两者相互配合，最终实现对区域内的电网保护。

2.2保护重构的技术

继电保护系统主要是保护其重构技术，并对其进行资源配置，从而确保继电保护技术与符合电网结构，增强继电保护效果。同传统电网环境相比较可以发现，具有重构功能的继电保护技术具有非常明显的优势，可以概括成以下几点：（1）继电保护设备灵活性非常好的，并且可以整定值自适应，即使出现突发情况也可以在短时间内应对;（2）要切实将继电保护设备的适配能力提升上去，即使电网结构出现变化也可以在最短时间进行改变，具有很好地适应变化能力;（3）定期对继电保护内部的元器件进行维护和检查并且对设备内部可能存在的安全隐患应该进行有效查看，如果存在问题要确保其可以自主消除，从而可以更好地保证继电保护系统可以始终处于安全运行情况，将自我诊断能力以及自我修复能力提升上去。

2.3智能传感的技术

智能电网较传统电网相比，最大的优势就是具备智能化，即可自动对电网实际工作情况进行综合分析，出现电网故障时可对其进行适当处理及解决，进而对智能化设备进行全方位的管理。加之，目前智能设备在智能电网中应用越来越多，对于电能进行储存、传输、使用等方面均可进行智能化操作。

而电压智能传感器作为智能电网中的重要构成之一，智能变电站在实际运行时，由于电压智能传感器的存在，可自行将变电站运行电压进行收集，同时系统分析电力设备实际运行数据，不仅可对继电保护进行强化，还可在进行电网故障修复时提供有效的数据支持。

2.4可再生清洁能源并网技术

可再生清洁能源面临来源缺乏稳定性、开发应用技术不成熟等弊端，将其接入智能电网时会对电能质量以及电网运行带来影响。直接将可再生清洁能源接入智能电网之中，并且继电保护还需要对可再生清洁能源的问题进行分析与考虑，从而提出优化的具体措施，应用并网技术，充分研究新能源电力的随机性、间歇性以及可调性，减少智能电网和新能源并网的潮流，同时有效监测所用逆变设备和电力电子元件形成的谐波。

3继电保护技术在智能电网中的应用

在在智能电网当中，继电保护是一项非常重要的技术措施，它能够通过对电网中关键电力设备的实时监测，确保整个电网的安全、稳定运行。由于智能电网中应用了大量的新技术，虽然这些技术的应用在一定程度上他提高了智能电网的整体性能，但有些技术却对继电保护系统的运行造成了不利影响，由此使得电网中继电保护的可靠性大幅度降低，同时，有些新技术对基继电保护的发展起到了助推的作用，由此可见，智能电网中新技术的应用有利有弊，所以在对继电保护技术进行应用时，应当降低智能电网中新技术对其的影响，从而使继电保护的作用得以最大限度地发挥。

3.1继电保护的构成

智能电网中，利用监控系统对保护对象的运行状况进行分析，并根据结果，对继电保护定值和功能进行优化调整，从而使保护装置满足电网运行工况的要求，最大限度地保护电网安全运行。

3.2继电保护的核心技术

在智能电网中，继电保护的核心技术包括广域保护和保护系统重构两项技术，前者针对的主要对象是电网子集，以此作为运行故障的分析单位，在“域”中对子集的继电保护信息进行采集，通过分析处理之后，可判断出引起电网故障的原因，据此便可对故障问题进行快速处理，从而恢复电网的正常运行。广域保护技术包含以下两个方面：一方面是安全自动控制，另一方面是继电保护，其中安全自动控制可处理电网中出现的故障问题，为故障自愈提供相應的解决方案。该技术最为主要的作用是可以使复杂的故障问题得到根治，能够使继电保护的自适应能力得到显著提升。保护重构技术指的是对继电保护系统进行重新构建，对于智能电网而言，它的特殊性对继电保护的自适应能力提出了较高的要求，因此，新的继电保护必须有重构、自诊断以及自修复等功能，如果继电保护系统中的某个元器件失灵，智能电网可以自动寻求替代元件，并对继电保护进行快速恢复。

3.3继电保护技术的应用

在智能电网中对继电保护技术进行应用时，相关设备的合理配置是关键环节，只有这样，才能使继电保护的功能和作用得以最大限度地发挥。220kV以上电压等级的继电保护设备应按照双重化的原则进行配置，每套继电保护装置应当能够对可能发生的所有类型的故障进行处理，两套保护之间不得存在任何电气联系，其中一套保护异常退出时，不得影响另一套保护的正常运行，两套保护的电流或电压采样值应分别从独立的MU中获取，GOOSE网络应按相互独立的原则进行配置，一个网络异常退出时，应当不会对另一个网络的运行造成影响。智能电子设备之间的启动、闭锁、位置状态等信息的交换，可以利用GOOSE网络完成;110kV以下电压等级的继电保护采用就地安装的方式时，保护装置应集成智能终端等功能。

在智能电网中应用继电保护技术时，变压器保护的配置要点如下：220kV以上电压等级的变压器保护应当按照双重化进行配置，分主保护和后备保护，同时，变压器各侧的MU全部按照双重化进行配置;110kV变压器保护可以采用双套配置，一主一备，分开设置，后备保护可与测控装置一体化。变压器保护直接采样，并对跳开各侧断路器，可通过GOOSE网络对失灵保护跳闸指令进行接收;非电量保护可以采用就地直接电缆跳闸的方式。

4结论

综上所述，继电保护技术在智能电网中的应用，使电网的安全、稳定、可靠运行得到了保障，减少了电网故障给企业带来的经济损失，确保了电力用户的电能供应。由此可见，在智能电网中，对继电保护技术进行合理应用具有重要的现实意义。

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