关于智能电网的继电保护技术分析

关于智能电网的继电保护技术分析

魏鹏

(国网宁夏中卫供电公司)

摘要：智能电网涉及到很多高精尖技术，其中继电保护作为实现电力网络和相关设备检测保护的关键技术，在智能电网的建设和发展中发挥着重要作用，因此要保证智能电网的安全运作，就需要提高电网中的继电保护水平。本文针对智能电网的继电保护技术进行了分析。

关键词：智能电网；继电保护技术

1智能电网环境下继电保护的重要意义

我国人口基数较大，且总体数量在上升当中，电力用户数量也在不断增加。同时，城市化发展速度越来越快，城市用电需求急剧增加，这样一来，电力企业面临的供电压力也就空前巨大。为缓解供电网络的巨大压力，提升电网运行效率，电力企业着力于智能电网的开发应用，已经取得了较大突破。然而，智能电网同样存在故障和失效问题，通过继电保护技术这一有效防御手段的保障，才能确保电网运行的安全性和稳定性。继电保护技术会在电网发生故障时自动进行故障设备切除，并向相关工作人员发出报警信息，以提醒其尽快发现并解决故障，恢复智能电网的正常运行。继电保护极大提升了智能电网的运行安全，使得用户用电需求得到保障，电力企业也能最大限度避免巨大经济损失。

2智能电网继电保护的特点

智能电网规模的不断扩大使得其接线方式和运行方式更加复杂。在这样的背景下，传统的继电保护模式已经不能满足使用要求，因此，应采用智能电网的新型继电保护技术。在智能电网中，智能化监控系统能实时监测电网的各个节点，并分析采集到的数据，不断调整各装置的保护定值。根据当前运行状况不断调整保护装置，能够提高整个电网的故障诊断能力和自我修复能力。

2.1数字化

数字化主要体现在两个方面：①大量使用电子式互感器，提高了互感器在复杂电网下的暂态性能，实时采集电网中的数据信息，实现了测量的数字化。②传统电厂使用电缆完成模拟量和开关量的信息传输，如今采用光纤传输数字信号，大大简化了二次接线步骤，减少了投资，实现了信息传输的数字化。采用数字化手段采集的信息真实、准确、时效性高，为工作人员判断电网故障奠定了坚实的基础。

2.2网络化

常规电厂的电气控制系统通过构架DCS和NCS监控系统已经不能满足智能化和信息化的要求。智能电网运行主要采用的是IEC61850标准。运用该标准可以实现所有二次保护设备通信规约的统一，为电力系统建立统一、标准的信息模型，实现信息共享，不断扩大保护接口范围，确保其快速、准确。

2.3广域化

结合智能电网的特点，所采集的信息除了保护对象外，还需要采集电力网络中各个关联节点的信息。随着电力网络信息化进程的加快，继电保护专用信息网也建成，多节点信息的采集可以降低继电保护装置对保护定值的依赖，显著提高电网对系统振荡、过负荷等复杂工况的应对能力。

2.4输电灵活化

应用新技术后，智能电网体现出了其独特的性能。由于接入了具有显著间歇性特点的新能源和分布式系统，为电网提供了更多的无功。另外，智能电网中使用了大量可控串联补偿装置、电量控制装置等交流灵活的输电技术。由我国目前大量交直流输电、特高压电网的发展情况可知，发生故障时，谐波分量逐渐增大，非周期分量衰减缓慢，线路参数不平衡都会影响继电保护的进行。

3智能电网的继电保护技术

3.1技术原理

大数据下的继电保护技术是在电路网络中设置多个传感器，通过这些传感器监控电路网络的运行，同时收集实时产生的数据信息，集中控制系统对这些数据做处理分析，完成对整个路网的监控。一旦发现某条支路出现问题，控制中心对该区域继电保护装置下达指令，可以通过切断或转换电路等措施尽量降低事故对整个网路系统的影响。由于大数据技术的应用，继电保护装置不仅仅要能够接收处理保护部分的实时信息，还要能够对相关的网路的实时信息做出判断。这对于信息共享技术的要求更高，以此为基础才能确保在第一时间发现并排除故障的影响。继电保护装置的目的就是能够在缺少认为参与的情况下，对故障区域自动检测、隔离与自行恢复，提高供电网路的可靠性与稳定性。

3.2主要技术

智能电网将极大地改变传统电力系统的形态，电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用，必然对电力系统继电保护带来影响。

3.2.1广域保护

广域保护技术的目的是划分智能电网的运行区域，在分区域的状态中落实继电保护，也就是在智能电网的“域”中实现继电保护。将系统控制的范围扩大，提高各部分的检测深度，较为精准的发现可能会出现的电路问题，加快问题处理的速度与能力。其作用主要体现在两地方：①自动控制，作用是控制整个电路网络的运转。在发现可能引起电路网络不正常运转的潜在问题时，可以在无人为参与的情况下，对故障区域进行干预，实施解决方案，确保了电网能够及时纠正问题区域。②继电保护，就是自动控制所实施的系统自己产生的解决方案，一个有效的处理办法影响着整个电路网络的运行效率。继电保护技术是最重要的关键技术，它与自动控制配合，能够极大地保证在整个控制区域中落实继电保护，确保广域保护能够满足电路网络的要求。

3.2.2系统重构

系统重构是继电保护很重要的技术要求，它是区别于传统继电保护的主要特征。智能电网相较于以往的电路网络，在网路内部应用了很多新的装置和程序，既有的系统模式已经不能满足支持这些行的应用，所以必须对只能网路进行系统重构。系统重构使得这个电路网络从结构性能上发生了很多不同，是继电保护能够在智能网路运行的系统基础，是赋予继电保护在大数据技术下不断更新的保证。比如，如果在电路网络中的某一部分发生了问题，系统重构能够保证电路网络进行主动修复，自动适应整个网络的运行要求，而不是向以往系统面对故障区域只会“滴滴”作响，必须在人工操作下才能排除故障。

4智能电网中继电保护技术发挥的作用

4.1预保护功能

在智能电网的运行中注意其子系统的不平衡功率，以及控制系统的状态，可以对可能发生的事故起到预防作用，进行事故预警和保护，达到智能电网的新需求。

4.2使输电断面的安全性提高

在输电线路中全面发展其过负荷保护措施，可对连锁过载跳闸进行自动预防，避免停电事故大范围发生，对电网的保护力度进行强化。现代技术的应用可使电网的运行安全得到最大程度的满足，使继电保护装置在智能电网中发挥作用，提高输电断面的安全性。

4.3使智能电网安全、有效运行

继电保护技术中包含的体系十分完整，可以分析电力系统中的故障，明确继电保护技术的原理与实现方法，设计继电保护、保证其运行、完善维护技术，因此继电保护技术的应用可以降低电气元件的故障发生率，使智能电网保持正常运行。

4.4双重保护智能电网

电力领域中应用的信息技术与网络技术因智能电网智能化特点的应用而得到有效促进，将智能传感器在智能电网系统中应用，可以做到智能化处理收集到的相关数据，继电保护装置在智能电网中一方面发挥其继电保护的基本功能，另一方面还可以对出现的故障进行智能化诊断，使系统自我恢复，并在短时间内实现隔离。

4.5促进智能电网的发展

继电保护技术的特点是全方面的，能够与智能电网信息化、数字化的特点相呼应，并且在不断发展中逐渐具备了自动整定技术、网络化、数字化等特点，装置性能也得到提高，使智能电网在传输电器量信息时更加便利。与互联网相互连接的继电保护系统使智能电网中的继电保护装置具备智能化特性。

结语

智能电网是电力行业的一次深刻变革，也是电力网络发展的必然需求。随着智能电网的不断推进和研究的不断深入，继电保护的观念、目标、实践内容也在改变，以适应智能电网的发展，为其安全、稳定运行保驾护航。

参考文献

[1]邵宝珠.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术,2010.

[2]江盈文.智能电网继电保护技术研究[J].农业科技与装备,2014.

作者简介

魏鹏1987.09.10男，汉族，宁夏中卫市助理工程师，国网宁夏中卫供电公司，电网技术，地址宁夏中卫市电力公司。