继电保护智能整定技术应用于110 kV电网系统中的研究

摘要：在电力系统中，110kV电网作为重要组成部分，承担着区域电力输送、电力分配等任务。为了确保110kV电网运行的安全性和可靠性，必须要充分发挥继电保护装置的积极作用。传统继电保护整定方法存在计算复杂、适应性差等问题，难以应付复杂工况情况。而借助继电保护智能整定技术，可进一步加强110kV电网继电保护运行可靠性。基于此，阐述了继电保护智能整定技术相关内容，分析了110kV电网特点与要求，进而探究继电保护智能整定技术在110kV电网系统中的应用措施，包括系统架构、数据采集与处理、智能算法等，旨在提升110kV电网运行的综合效益，保障电力系统运行安全。

关键词：110kV电网继电保护整定技术电网安全性

ResearchontheApplicationofIntelligentTuningTechnologyforRelayProtectionin110kVPowerGridSystem

CHENXingyan

ChengxiPowerSupplyBranchofStateGridTianjinElectricPowerCompany，Tianjin，300100China

Abstract：Inthepowersystem，the110kVpowergrid，asanimportantcomponent，undertakestaskssuchasregionalpowertransmissionanddistribution.Inordertoensurethesafetyandreliabilityoftheoperationofthe110kVpowergrid，itisnecessarytofullyleveragetheactiveroleofrelayprotectiondevices.Thetraditionalrelayprotectiontuningmethodhasproblemssuchascomplexcalculationandpooradaptability，makingitdifficulttocopewithcomplexworkingconditions.Withthehelpofintelligenttuningtechnologyforrelayprotection，thereliabilityofrelayprotectionoperationinthe110kVpowergridcanbefurtherenhanced.Basedonthis，thisarticleelaboratesontherelevantcontentofintelligenttuningtechnologyforrelayprotection，analyzesthecharacteristicsandrequirementsof110kVpowergrid，andfurtherexplorestheapplicationmeasuresofintelligenttuningtechnologyforrelayprotectionin110kVpowergridsystem，includingsystemarchitecture，dataacquisitionandprocessing，intelligentalgorithms，etc.，aimingtoimprovethecomprehensiveefficiencyof110kVpowergridoperationandensurethesafetyofpowersystemoperation.

KeyWords：110kVpowergrid;Relayprotection;Tuningtechnology;Powergridsafety

在电力产业不断发展背景下，随着电网规模持续扩大，其内部结构复杂性更高。继电保护系统作为保护电网安全运行的重要设施，一旦电网出现故障问题，继电保护会自动切断故障线路，以免影响到其他区域正常运行，避免故障蔓延。若缺少科学的继电保护系统作为支撑，可能频繁发生故障问题。继电保护智能整定技术有效解决了传统继电保护整定方法的弊端，将其应用于110kV电网中，可有效提升电网运行安全性和可靠性。

1继电保护智能整定技术的原理与优势

1.1技术原理

继电保护智能整定技术融合了计算机技术、数据分析技术、智能算法等，通过实时采集电网运行数据信息，包括电压、电流、相位、功率等，结合电网拓扑结构、设备参数等数据，以特定算法模型计算出最佳的继电保护定值[1]。智能整定技术可根据电网运行状态实时调整定值，从而适用于各类工况条件，保证各类工况条件下均可以实现可靠和精准动作。其整定流程如图1所示。

智能整定技术可分为基于模型的方法和基于数据驱动的方法。（1）基于模型的方法通过建立电网数学模型，通过模型的分析计算确定定值。该方法需要提前掌握电网特性，整个计算过程相对复杂。（2）基于数据驱动的方法则凭借大量历史运行数据参数，通过分析实时监测数据变化，借助深度学习、机器学习等方法，找出数据规律和特点，从中得出最佳的保护定值。该方法计算过程简单，但对数据质量、数据数量要求很高。

1.2技术优势

继电保护传统整定方法是基于固定电网模型和经验公式，由人工计算出最终的保护定值。该方法具有明显的局限性，难以适应电网动态变化，受人为因素影响大，计算精度较低[2]。相比传统继电保护整定方法，智能整定技术的优势十分明显，主要表现在以下几个方面。

1.2.1更强的实时性

智能整定方法可实时对电网运行状态展开监测，根据最新采集数据，实时调节保护定值参数。传统方法更多是定期计算整定值，无法根据电网变化做出反应。

1.2.2计算机精度更高

智能整定方法应用了先进的算法和海量数据，从而精准计算出保护定值数据，在技术和数据的支持下，计算误差非常小。

1.2.3灵活性、适应性更好

智能整定方法可根据不同电网结构、运行方式和故障类型对保护策略自动调整。传统方法由于是非动态调节定值，因此无法应对复杂多变的电网环境。

1.2.4减少人工干预

人工干预减少代表降低了人为风险的影响，工作效率也有所提升。

2110kV电网系统的特点与要求

2.1电网结构与运行特性

作为电力系统的重要组成部分，110kV电网主要具备以下特点与运行特性。

1. 电网结构呈现辐射状或环网状分布形式，从而满足绝大部分区域的供电需求。110kV电网的负荷分布存在不均匀性，部分区域负荷相对较重，部分区域负荷相对较轻。
2. 110kV电网可能与其他电压等级的电网相互连接和交互，共同组成更加复杂的电网格局。
3. 110kV电网的电压和电流水平相对较高，因此对设备性能和绝缘性提出了更高要求；其功率传输能力强，可能会受到各类故障与干扰如过负荷、短路、雷击等的影响，从而降低电网运行的稳定性。同时，还要重点关注无功功率平衡、电压稳定性等[3]。

2.2对继电保护的要求

结合上述110kV电网的特点与运行特性，对继电保护也提出了相应要求。

（1）需要保证继电保护装置具备快速响应能力，一旦电网出现故障，可在极短时间内精准完成动作，避免故障问题蔓延。

（2）必须要保障动作的精准度，精准识别故障类型与具体位置，以免出现拒动、误动等情况。发生故障后，做出精准选择，将故障部分切除，以免对其他区域正常供电带来影响。

为了满足110kV电网继电保护的要求，必须要提升继电保护装置的可靠性，使其可适用于各类恶劣环境和复杂工况，具备较强的适应能力，能根据电网变化实时做出调整。与其他系统相互协调，如与调度自动化系统、故障信息系统等协同，对110kV电网整体展开优化，保证运行安全性。可见，110kV电网对继电保护有着很高要求，必须要保证设计的科学性，以及整定的实时性和精准性，才能够充分发挥继电保护在110kV电网中的作用和价值。

3继电保护智能整定技术在110kV电网中的应用

3.1系统架构

想要在110kV电网中合理应用智能整定技术，必须要搭建一个完整的系统架构。智能整定的系统架构主要包括采集层、智能计算层和保护控制层。

数据采集层中集成了各类传感器和监测设备，用于实时采集电网运行参数信息，包括电压、电流、功率等。保证数据采集的精准度和实时性对后续智能计算和保护控制十分重要。例如：智能电流互感器可实时测量电流参数信息，一些新型设备的检测精度可达到0.2级以上，保证了电流数据的精准度[4]。

智能计算层作为整个系统架构的核心，其主要采用了智能算法和大数据分析技术，可对所采集的数据进行分析、处理和计算。智能算法可选择神经网络算法、遗传算法等。例如：在遗传算法应用中，该算法可通过模拟生物进化的方式找出最佳的保护定值。假设在某个计算过程中，通过多代的筛选和进化所得出的最佳定值，可让保护装置在多种工况下均实现性能指标最优，将故障判断错误率降低到0.5%以内。

保护控制层主要是根据计算层得出的保护定值实施继电保护动作，其中包含了过流保护装置、距离保护装置等各类设施，这些保护装置在接收到指令信息后即快速和精准完成动作，从而保护电网运行的稳定性与安全性。

3.2数据采集与处理

在110kV电网中，数据采集与处理非常重要，其也是智能整定的基础环节。采用智能传感器和先进通信技术，可实时采集电网运行数据信息，在变电站和输电线路的关键部位设置传感器，各个区域均可以采集信息，以保证故障判定精度。例如：变电站中，安装温度传感器以实时监测设备运行温度；压力传感器用于检测变压器的油压。将所采集的原始数据进行预处理，将数据中的异常值和噪声去除，提取有价值信息。例如：可借助数据清洗技术将传感器故障和通信干扰产生的错误数据信息进行清洗；还可以借助数据分析技术（数据挖掘、机器学习等）对海量数据信息进行挖掘和分析，找出数据变化规律，通过对比历史数据，从中找出某个时间段和某个季节的特定故障问题，并提前采取有效的预防对策[5]。

3.3智能算法

在智能整定技术中，智能算法发挥着核心作用。例如：遗传算法通过模拟生物迭代和进化过程，对保护定值进行pZy5R97byWUQna9b9PdrZJb3P1spBg3Bax/H8qWw7uA=持续优化和优化调整，具备全局搜索能力与良好适应性。在具体应用中，通过设置适应度函数，引导遗传算法向最优解方向发展。例如：适应度函数根据保护装置动作精度、灵敏度、可靠度等因素综合设定。而神经网络算法则具备非常强的学习能力和泛化能力，通过学习海量数据信息，建立输入数据和输出数据间的映射关系，如110kV电网运行参与和保护定值的关系等。在实际应用中，可采用已经训练完成的网络模型快速完成保护定值计算，将电网运行参数输入神经网络模型，即可快速输出对应的保护定值[6]。

3.4与其他系统协同

将智能整定技术和跳读系统、监控系统等进行协同设计和运行。监控系统用于实时监测110kV电网运行状态，将所采集的数据传递给整定系统，便于在电网发生故障时快速调节定值，并完成保护动作。调度系统用于110kV电网整体调度与管理，根据电网运行情况和负荷变化，动态调整保护定值。在高负荷阶段，适当提高保护定值，以免频繁误动；在低负荷阶段，适当降低保护定值，以提高保护装置动作的灵敏性。还可以与其他智能技术相结合，如储能技术、分布式能源管理系统等，让110kV电网运行更加高效和智能。

4结语

综上所述，继电保护智能整定技术在110kV电网系统中的应用具有重要意义。通过以上系统架构、数据采集与处理、智能算法应用及与其他系统的协同等方面的应用，智能整定技术能够在110kV电网中发挥出重要作用，提高继电保护的性能和可靠性，保障电网的安全稳定运行。同时，随着技术的不断发展和进步，智能整定技术将不断完善和优化，为110kV电网与整个电力系统的发展提供更强大的支持。

参考文献

[1]冯宝成，金震，侯炜，等.花瓣型配电网区域备自投系统控制策略优化研究及应用[J].中国电力，2024，57（1）：244-254.

[2]焦飞，宋睿，张鋆，等.存算一体技术研究进展及其在电网中的应用探索[J].电网技术，2024，48（1）：300-314.

[3]王克江，李海霞.智能超表面技术于通信系统中的应用研究[J].长江信息通信2024（3）：37.

[4]张秋怡，李梦娜，胡珩.新能源电厂接入对电网继电保护的影响[J].农村电气化，2024（1）：41-44.

[5]冯翔.复杂环网后备保护在线整定方法研究[D].成都：电子科技大学，2022.

[6]王忆南.配电网继电保护整定系统研究[D].西安：西安石油大学，2020.