论智能电网继电保护技术

论智能电网继电保护技术

韩增强

国网临汾市尧都区供电公司，山西 临汾 041000

摘要：在我国提出智能电网建设指导意见后，智能电网获得了高速发展，各种新技术、新设备如雨后春笋般出现，应用于智能电网领域。继电保护技术在国家电网结构建设和功能优化等方面发挥着重要作用，逐渐复杂的电网结构对继电保护技术提出了更高的要求和挑战。基于此，本文就智能电网继电保护技术进行详细分析。

关键词：智能电网；继电保护；技术分析

1 智能电网概述

1.1智能电网的概念

智能电网主要是以物理性电网作为基础，将现代化通信、计算机和信息技术，以及新型的传感测量等技术与当前物理电网所形成的电网新形式。其发展充分解决能源资源短缺、改善生态环境等问题，有效节约能源，推动可持续发展。智能电网主要涵盖的是从电厂直接过渡到用户，输配电系统所有的节点信息与电能之间双向流动出现的传输网络，在我国电力系统发展过程中，智能电网的发展主要是通过特高压作为电网的核心和不同等级电网之间的发展作为主要基础工作，通过供给侧与需求侧、电源侧与负荷侧的平衡与升级，借助新型材料与设备，新型工艺与技术，将传统电网不断优化提升为信息化、智慧化、绿色化的电力网络。

1.2智能电网环境下继电保护的概念与体系升级

为了能够更好地提升能源产业的发展和竞争我国将电力事业的发展重点内容主要放在智能电网建设与完善上。继电保护装置作为监控、检测与保障智能电网实现自身平稳且高效运行的关键，其需要及时对智能电网系统中存在的故障及不足进行预防，针对运行中采集数据对其进行及时的处理，并报告给有关部门和人员，并对整个系统进行全方位的检查。在当前智能电网系统运行中，我们可根据监控体系对保护对象以及相关联的节点运行情况进行的观察和分析，及时对有关继电保护系统的保护定值及功能进行调整，促使保护系统能够适应不同运行的工况。由于变电站数字化与信息化技术的普及，以及互感器元件的更新与突破，继电保护装置的采样、逻辑与执行功能均需要适应新的环境，进行新的优化，相关传统技术需要更新升级。因此，继电保护水平的同步提升与技术革新至关重要，与之相关的人员水平与能力、设备可靠性与安全性也就随之一并成为重点内容。

2 智能电网中继电保护技术发挥的作用
       2.1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。
       2.2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。
       2.3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。
       2.4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。

3 智能电网继电保护技术
　　3.1智能感应技术
　　智能感应技术在智能电网的应用过程中，能够促进继电保护装置采集信息的效率更高，而且信息的收集更便捷，促进继电保护新技术发挥更大的作用。在变压器中设置各种传感设备和器具，促进变压器监督控制功能的加强，通过各种智能化的感应技术实现对继电保护系统的完美保护。智能感应技术能够深入了解电力设备的实际运行情况和工作状态，并自动判断是否存在故障，有效预防各种因素的干扰，促进该项新技术的有效实施。智能电网下的智能感应技术还能实现对不同采样值的精确判断，能够解决非衰减基波分量的故障，促进系统电压和电流的合理调配，解决多种运行问题。所以说，智能电网中的智能传感器具有精确分析各项数据的功能，且对各项电力设备具有监督控制的作用，通过智能化的分析找到故障部位，并采取有效的检修措施及时进行故障处理，避免造成整个电力系统的运行故障。
       3.2广域保护技术
       广域保护属于智能电网继电保护的重点，通过融合与故障有关的多点、多类型信息，广域保护即可综合判断信息，并实现跳闸策略制定、保护动作特性调整、开放/闭锁保护等功能，更加全面的故障检测角度可更好满足智能电网发展需要。智能电网广域保护主要存在三种构成模式，分别为广域集中式、IED分布式、站域集中与区域分布相配合的模式，其中广域集中式的故障检测角度检测最为全面，IED分布式的构成方式较为灵活，站域集中与区域分布相配合模式则属于较为适应现阶段智能电网发展的广域后备保护系统构成方式。随着智能电网的快速发展，基于同步电气量或间接量信息的故障元件识别算法应用较为广泛，这类算法便属于典型的智能电网广域继电保护技术。深入分析可以发现，广域保护技术可较好服务于智能电网的自动化控制，智能电网的安全性与保护效率也能够在广域保护技术支持下实现长足提升，这主要是由于该技术具备强大的保护能力和适应判断能力，智能电网的问题诊断与问题恢复需求也能够由广域保护技术得以满足。

　　3.3保护系统重构技术
　　在智能电网环境中，继电保护工作的难度越来越高，想要有效地开展继电保护工作，就需要提高继电保护自身的适应能力，促使继电保护能够在短时间内适应智能电网的种种变化，比如说运行方式以及结构方面的变化等。所以说，在智能电网环境下，提高继电保护的自适应能力是关键所在，而这一能力的提升，又和保护系统重构技术有着不可分割的联系。保护系统重构技术的应用，能够使继电保护具备自己重构、自我诊断以及自我修复的能力。如此一来，在智能电网环境中，无论电网发生了何种改变，继电保护都可以随之发生改变，从而尽快适应新的电网环境，保证电网的稳定运行。
       3.4设备技术
       智能电网大量使用了多种智能化设备，它们使智能电网正常运行的主要支撑，设备技术主要有电力电子技术、超导技术和大容量储能技术等。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，具有良好的节能效果；超导技术中超导电缆和超导限流器联合使用对电网的电流保护具有重要的意义，超导电缆负责低损耗、高效率传导电能，一般可分为冷绝缘超导电缆和热绝缘超导电缆；超导限流器可实现检测、转换和限流等功能，其应用于智能电网中，正常情况下处于超导状态，几乎无电阻，一旦发生短路故障，超导体失去超导性而产生高电阻，实现限制短路电流。超导限流器具有响应动作快，正常情况下功率损失小，能自动触发和复位，结构简单，集检测、触发、限流于一体，具有较高的可靠性。

4 结语

综上所述，现阶段电力能源是我国迄今为止应用最多的资源之一，随着继电保护技术在电网运行期间与电力系统保护中的作用越来越突出，需深层次的分析与讨论继电保护技术，使这项技术在日常操作环节进行调整和改良，以促进智能电网的高效、高质量生产与运行。另一方面，由于受到信息一体化背景的影响，应加快智能电网继电保护技术的智能化、网络化以及自动化发展，从而为电网运行可靠性与高效性提供保障。

参考文献
[1] 张忠傲，赵施阳，田野等.智能电网环境下的继电保护研究[J].山东工业技术，2020（09）：206.

[2] 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.