基于广域继电保护与传统继电保护研究

基于广域继电保护与传统继电保护研究

张晋华  ,张松涛

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司  内蒙古 锡林浩特市026000

　摘要：随着我国经济社会的不断发展，国内对电力的需求越来越高，电力企业也得到了良好的发展环境。然而，由于旧的继电保护技术在感应度方面性能较差，停电事故时有发生。为了解决这一问题，我国开始研究广域继电保护技术。本文将首先研究传统继电保护的不足，然后研究广域继电保护的几种研究成果，以及如何识别故障元件。

关键词：广域继电保护；传统继电保护；故障元件判别

　前言

　　随着我国经济社会的不断发展，国内对电力的需求越来越高，电力企业也得到了良好的发展环境。然而，由于旧的继电保护技术在感应度方面性能较差，停电事故时有发生。为了解决这一问题，我国开始研究广域继电保护技术。本文将首先研究传统继电保护的不足，然后研究广域继电保护的几种研究成果，以及如何识别故障元件。

1传统继电保护的缺陷

1.1数值不稳，误操频繁

　　传统的继电保护应用已久，其性能已不能满足当前电力发展的要求，特别是在科学技术飞速发展的今天，为了适应电力的高需求，电网结构发生了很大的变化，各种复杂结构层出不穷。电网结构复杂，但继电保护没有更新换代，传统继电保护后备保护整定值经常波动，给电网检测带来较大困难。而且，继电保护跟不上电网结构发展的另一个缺点也逐渐显现出来，即继电保护的判断还停留在电网结构变化之前，而电网结构的变化往往影响着是否实施继电保护的判断。事实上，有时电网运行处于正常状态，但继电保护装置仍判断电网存在故障，导致停电。

1.2后备配置性能不足

　　传统继电保护后备配置结构复杂，计算是否保护电网需要较长的时间。然而，传统继电保护本身存储的信息与复杂的现代电网结构并不一致，因此在经过长时间的判断后仍会产生误判。这就是后备配置结构不能适应当前电网需求的原因。可以判断，传统的后配置结构已经不适应，不能承担快速发展的电网结构的保护任务。同时，传统继电保护后备配置结构复杂，设计十分单一。在当前电网结构随着社会的变化，面对新电网结构中暴露出的新问题，很难应对新问题。它只能处理旧电网结构的问题，但在目前的电网中，旧电网结构已经难以适应社会的需要。这种情况使得继电保护的能力与现代社会对电力设备安全稳定的要求出现了错位，显然传统的继电保护设备需要更新换代。

2广域继电保护

2.1广域继电保护的概念

　　广域继电保护是将计算机技术应用于继电保护的一种新型继电保护技术。主要指广域测量信息的继电保护。广域继电保护技术继承了传统继电保护确定和排除线路故障的任务和职责，将继电保护与安全稳定控制系统相结合，进行电力系统的安全经济控制活动。但是广域继电保护技术比传统的继电保护系统更稳定，而且由于计算机技术的集成，对故障诊断更敏感。目前，广域继电保护技术已逐渐得到企业和国家的认可，并已应用到实际继电保护中。为了提高该技术在继电保护技术中的应用效果，专家和技术人员仍在不断的研究中。

2.2OAS的继电保护

　　OAS继电保护主要采用事件触发方式，通过控制电网结构的变化，根据实际情况计算和调整保护整定值，提高继电保护的灵敏度，降低停电事故的发生概率。研究人员对OAS的继电保护技术进行了长期的研究，证明该技术确实可以提高继电保护的灵敏度。由于采用了计算机技术，当检测到电网的变化时，可以根据变化采取处理方式，调整整定值，加强保护。然而，该技术也存在一定的局限性，即传统的后备保护整定配合复杂、难度大、延时慢，研究人员一直无法解决[2]。然而，这一问题是造成频繁停电的原因，因此OAS的继电保护仍然不能解决制约传统继电保护使用的问题。OAS的继电保护技术有待进一步研究。当这项技术能够解决频繁跳闸和停电的问题，保证上下行信息及时可靠时，就可以应用到实践中。
3.3FEL的继电保护

　　基于故障分量识别原理的FEL继电保护技术的研究始于20世纪90年代末。FEL继电保护技术是基于电网中广域多点测量信息，采用特定的确定方法，快速确定电网中的故障分量和状态，并将其切除。可见，自由电子激光的继电保护技术主要集中在故障元件的判断和切除速度上。它有效地解决了传统继电保护延时慢的问题，有效地解决了电网中的故障问题。它不依赖于复杂的计算，而是通过一些时序和逻辑的协调，选择后备保护。Fel的继电保护技术没有检测到电网的实时变化来判断，因此在需要处理问题时，只需要从外围变电站群扩展设备获取所需的信息，这大大提高了其故障判断的效率。Fel继电保护以其高效的决策速度受到了众多企业和工程项目的欢迎。Fel继电保护是一种能够满足当前电力需求的技术，但也存在一些有待解决的问题。

4故障元件判别

4.1广域综合抗阻上的判别

　　随着运行方式的改变，共电流和广域电流在范围和线数上会有不同的变化，但通过比较可以看出，广域电流的灵敏度更容易受到影响。实验结果表明，广域综合电阻影响下的故障分量识别方法能有效地解决广域电流敏感问题。因此，为了提高故障分量识别的优势，广域继电保护应与综合电阻相结合。

4.2遗传信息融合技术上的判别

　　遗传信息融合技术可以帮助广域继电保护提高其稳定性和准确性。它主要是将故障方向、遗传算法等状态信息与保护信息相结合来识别故障元件。该方法能有效地处理数据传输过程中的信息丢失现象。同时，在信息数学模型的构建中，遗传信息融合技术对于提高运算效率和故障分量识别的准确性具有重要作用。

4.3概率识别的信息融合技术上的判别

　　同时，广域内出现不同断层的概率较低。在这种情况下，信息融合技术可以在一定程度上帮助识别出构件，并在以后的计算中控制行为的搜索范围。信息融合技术利用故障识别的概率计算来提高故障元件的识别效率。为了减少计算时间，防止复杂计算引起的判断错误，提高辨识的容错率，信息融合技术的研究与开发具有重要意义。

4.4故障电压分布上的判别

　　在判断故障元件时，需要考虑许多周围因素的干扰，这给实际判断带来很大困难。因此，为了降低故障判断的难度，达到准确判断的要求，开展了基于故障电压分布的故障分量判断研究。该方法可以从线路的电流故障分量或一侧电压的实测值中粗略计算出另一侧电压故障分量，帮助广域后备保护对电压故障分量进行测量和估计，形成故障分量识别的依据。

结语

　　传统继电保护技术的不足推动了广域继电保护的研究。OAS和Fel都致力于解决传统继电保护技术在处理复杂电网结构时的不足，提高故障分量识别的效率。在识别故障分量时，研究了基于广域集成电阻、遗传信息融合技术、概率识别信息融合技术和故障电压分布的判别原理分析。广域继电保护系统是综合利用多个变电站的信息在保护区域内形成的一种继电保护系统，它是基于广域测量信息的继电保护，信息技术的飞速发展推动了广域继电保护的应用日益广泛，为广域继电保护提供了重要的技术支持。传统的继电保护装置结构比较复杂，会对继电保护的灵敏度产生一定的影响。广域继电保护以其操作简单、灵敏度高等优点逐渐被人们所认识。它能快速识别故障，有效地增强继电保护装置的作用。
参考文献

[1]蔡金强.电力系统广域继电保护研究探析[J].城市建设理论研究:电子版,2012,000(036):1-4.

[2]陈喆.广域继电保护与传统继电保护的探究[J].数字化用户, 2018,024(019):51.
[3]裴云慈,淘金龙.广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].工程技术:文摘版:00145-00145.