基于智能电网的站域继电保护系统研究

基于智能电网的站域继电保护系统研究

景晓娟

国网青海省电力公司海西供电公司 青海格尔木 816000

摘要：智能电网的站点域实现了整个站点的数据和信息共享，为继电保护装置的配置提供了新的数据平台，可以实现故障状态下故障的快速排除。利用智能变电站数据网的先进技术，可以实现站域的全球化备份保护，解决传统备份协调难，故障排除速度慢的弊端。因此，在新一代智能变电站中配置站域保护可以提高整个站域继电保护系统的可靠性、灵敏度和选择性，确保电网的安全、稳定。

关键词：智能电网；站域继电保护系统；研究

引言

继电保护是电力系统安全运行最为重要的保护方式，而传统的继电保护技术已无法满足电网安全运行要求。因此，基于智能电网的站域保护成为了目前我国电力技术发展的主要研究对象。站域继电保护主要是通过智能网络化的监控系统来采集站内所需要的电力运行指标信息，然后再对采集的信息进行有效地筛选和优化，从而实现继电就地化保护的目的。

1智能电网的概述

我国智能电网虽然在不断进步，但是还是有很多方面需要改进，尤其是在技术方面和理论方面，都需要不断健全。智能电网在应用过程中具有很多的应用优势，首先，智能电网具备较好的抗干扰能力，智能电网中的传感器具有一定的监督作用，在电网受到外部环境或是其他因素的影响的时候，报警系统会及时发出信号，促进相关的工作人员及时解决问题，避免干扰元素的产生；然后，智能电网还具备良好的结构特征，主要有发电和储电两种结构类型，能够实现各项自然能源到电能的转化，比如太阳能、风能的转化等；最后，智能电网具有价格公开的特点，智能电网中含有大量的信息，且能够实现各项信息的共享，使电能用户对自身的用电量及用电明细有一定的了解，促进电价的公开化，为人们提供更加优质的电力服务。

2智能电网继电保护概述

2.1继电保护系统概述

继电保护是对电力系统的异常情况检测报警，并可自动采取隔离、切除等手段的一种自动化措施，维护着国家电网和设备的安全，是国家智能电网安全运行的第一道防线。继电保护装置主要依据电流增大、电压降低、电流与电压之间的相位角改变、测量阻抗发生变化等特征实现，需满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性等基本要求，全套的继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三个部分组成。继电保护的失误会引起事故的扩大，严重者甚至破坏电力系统设备，造成巨大的经济损失。为了适应当下日益复杂的电网结构，多学科新技术不断应用于当下的电力网络保护领域，继电保护系统实现自动化、网络化，具有强大的数据处理及通讯能力，进而提高智能电网的保护能力。

2.2继电保护对智能电网的重要意义

我国的经济发展对电力的需求巨大，智能电网系统安全运行十分关键，继电保护系统是国家电网的第一道防线，担负着检测电网系统是否安全运行的使命，一旦出现电力故障，继电保护装置立即发出预警信号，同时采取自动隔离、切除的措施，对电网其他部分进行保护，维护其正常运行，电力工作人员根据预警信号采取相应的解决措施，以降低电力故障引起的经济损失。总的来说，继电保护技术对国家电网安全运行意义非凡，我们有必要加强这方面的研究工作，为国家电网系统的安全运行保驾护航。

2.3继电保护面临的机遇和挑战

在我国大力支持智能电网建设的形势下，继电保护作为电网系统不可或缺的一部分，将面临着严峻的挑战和广袤的机遇。智能电网建设中，继电保护面临大量的挑战，如大电网、远距离、交直流混合、超高压电网、特高压电网等互联是其必经之路，这对继电保护装置的可靠性、安全性和兼容性提出了更高的要求；电网建设中使用大量的电力电子设备，它们使电网电流分布特征发生了无法预料的变化；继电保护系统需要与电网控制策略相配合、协调等。与此同时，也给继电保护带来了机遇，智能电网的快速发展为继电保护的研究提供了用武之地，促进构建电网实施动态监测系统，缩短数据更新间隔，也促进了实时、可靠的信息通信技术的发展，同时还带动了局放监测、雷电监测、覆冰监测等多种系统和领域的发展。

3智能电网站域保护配置方案

3.1线路保护配置方案

为站点中的出局线路配置线路主保护，并根据系统操作模式在必要时配置相应的主保护。根据国家电网有限公司智能变电站的相关技术规范，线路保护所需的合并单元和智能终端均统一配置。通过“点对点”布线和“直接拾取和跳跃”模式在现场配置保护，以实现保护。保护测控装置直接连接到合并单元和智能终端，以获取电压和电流的实时监控数据;保护插座直接与智能终端相连，实现跳闸功能。电流和电压采样信号由合并单元调制，然后上传到保护设备和SV网络。采样信号调制过程在此间隔内在合并单元中完成，这减少了保护单元的信息处理工作量，同时避免了由网络延迟引起的错误。受PT合并单元出口数量的限制，当线路保护间隔较大时，可以通过SV网络获得相关的母线电压信号。尽管此方法略有延迟，但其误差仍在可接受的范围内。主保护动作信息和断路器状态信息通过GOOSE网络上传。

3.2主变保护配置方案

主变压器保护采用集成保护测控装置。变压器保护配置为双套，每个测试合并单元和智能终端应采用双套配置，两组保护接线和工作原理相同。主变压器保护采用“直接采掘，直接跳跃”的方法，该保护装置通过光纤通道与高压侧、中压侧、低压侧合并单元和智能终端相连，以确保主变压器保护采样和快速跳闸要求的同步。

与线路保护类似，各侧合并单元将采集到的总开关电流信息直接传输至变压器保护测控装置，实现了电流信息的直接采集。合并单元同时将信号传输到SV网络，以进行备份保护。变压器保护装置的保护插座与三侧接收主智能单元和母联开关智能单元相连，实现直接跳闸。智能终端和保护设备同时连接到GOOSE网络，并上传相关的行程说明和行程信息。保护变压器主体所需要的信号通过电缆收集到非电气保护装置，并通过主体的智能终端实现局部跳闸。非电保护配有现场保护智能终端，通过电缆收集非电保护动作信息、变压器档位信息、接地开关控制信息等，并将数据进行处理后上传到高压GOOSE网络。

结束语

目前，我国电网已完成西电东送，进入了全国联网的新纪元。但随着经济的快速发展，我国的电力系统负荷量也逐步增大，电网结构变得更加复杂，对电力的安全运行提出了新的要求。作为电力系统保护中重要的一环，继电保护装置可以对电力故障进行详细检测，反馈出相应的故障报警信号，还可以直接将故障部分进行完全隔离或者切除等方式，对电力的安全运行进行保护。

参考文献

[1]王艳辉.智能电网继电保护技术的分析[J].科学技术创新,2019(36):195-196.

[2]谢晓明.智能电网背景下继电保护的关键问题及对策[J].南方农机,2019,50(22):200.

[3]叶孟辉.智能电网继电保护技术探讨[J].花炮科技与市场,2019(04):18.

[4]曹露.智能电网时代继电保护技术发展趋势探讨[J].电子世界,2019(21):60-61.