智能電網環境下的繼電保護技術

藥煒

【摘要】：目前，我國科技的發展讓我們的雙手更加解放，一個又一個新的發明讓我們的生活更加舒適，這些科技與發明的運轉都是來自能源——電力。促進電網智能化發展已經是國家對電力建設指定的主方向，將大數據手段運用到電力網絡中也是現階段需要攻克的難關。電網的智能化與復雜化對電網的安全有了更高的要求，這種安全不僅是對電網本身的，也是對用電客戶的。

【關鍵詞】：智能；電網環境；繼電保護技術

1、大數據下的智能電網

我國對于智能電網的定義是：以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的信息、通信和控制技術，逐漸構建以自動化、計算機化、互動化為主要特征的統一的堅強的智能化電網。

新時代的智能電網是依托于大數據建立的。大數據下的智能電網在使用時會不間斷地產生實時數據，這些數據信息會被智能設備手機處理，建立一個關于電網系統的數據庫。其中的數據被處理分析，繼而反饋給電網各部分的系統，從而對電路網絡進行實時監控，以便于在出現故障時，可以迅速做出正確反應，將波及范圍盡可能減小，使整個系統盡快恢復正常。與傳統電網相比，大數據下的智能電網更側重于對運行產生的實時數據進行采集，其主要有數據量大、數據類型多、利用價值密度較低、數據處理速度快等特點。

2、智能電網環境下的繼電保護技術

2.1系統重構

系統重構是繼電保護很重要的技術要求，它是區別于傳統繼電保護的主要特征。智能電網相較于以往的電路網絡，在網路內部應用了很多新的裝置和程序，既有的系統模式已經不能滿足支持這些行的應用，所以必須對只能網路進行系統重構。系統重構使得這個電路網絡從結構性能上發生了很多不同，是繼電保護能夠在智能網路運行的系統基礎，是賦予繼電保護在大數據技術下不斷更新的保證。比如，如果在電路網絡中的某一部分發生了問題，系統重構能夠保證電路網絡進行主動修復，自動適應整個網絡的運行要求，而不是向以往系統面對故障區域只會“滴滴”作響，必須在人工操作下才能排除故障。

2.2廣域保護

隨著智能電網搭建技術的迅猛發展，在繼電保護系統中的廣域保護儼然已經成為其研究的重點所在?？梢哉f廣域保護就是以高效、及時的信息通信技術作為實施保護的基礎，并在該系統中納入多種類型的數據信息，繼電保護的實際配置方式進行徹底地改變，在提高繼電保護實際運行水平的同時，也提高其運行能力。目前，在實際廣域保護中，我們可將其后備系統分為：廣域集中式、IED分布式、站域集中與區域分布相配合，此3種模式。其中，廣域集中式其基本單元是被保護的電氣設備，采用直接方法對電網內的全部信息進行整合，判斷電網所發生的故障；IED分布式則是通過IED元件，將其分布在被保護設備之內后進行相關信息數據的采集，最終實現繼電保護功能。

2.3單元件保護

通過分析，我們可以得知智能電網的單元件保護，其保護的主要對象就是在智能電網運行中發揮著重要功能的電氣設備，如：變壓器、發電機組、交流線路、直流線路等等，而對其的研究內容則主要集中在如何對傳統的元件保護改進上。在變壓器的保護方面，我們將對勵磁涌流的識別作為保護的關注重點，這是因為勵磁涌流具備多樣性、混淆性、隨機性以及非線性等諸多特點。因此，在變壓器的實際保護研究工作中，將工作研究重點放在變壓器內部的故障分析與故障計算上是十分必要的；在發電機組的保護中則要做好內部短路保護工作。尤其是在匝間短路保護工作上要給予足夠的重視。并且還要對發電機組的保護設計、靈敏度檢測、整定計算等方案進行精確地設計，進而滿足匹配發電機組承壓力、反時限過流、過激磁等后期保護判斷上的需求，保證定轉子一點接地保護的可靠度；在交流線路的保護上，要做好保護原理、保護方法的進一步改進。這是因為在智能電網的實際運行過程中，高阻接地會受到距離保護功能的影響，當電網系統因振蕩而發生短路問題時，不僅無法發揮保護職能，還不容易避開交流線路的負載能力，進而造成較大的故障測距誤差。

3、智能電網環境下給繼電保護帶來的改變與發展

3.1輸電靈活化趨勢

可以說輸電效率的大大提高，對整個電網系統控制上的靈活、有效都是智能電網智能化發展的重要體現。而能夠做到此點的根本原因則在于靜止無功補償器、電能質量控制裝置在智能電網中應用，從而對電能質量、系統潮流做到有效地控制。同時，在我國電網中交、直流混合輸電技術的應用與發展，電力電子元件的應用，也在很大程度上提高了輸電靈活性，給智能電網環境下的繼電保護工作帶來了巨大的革新與良好的發展。

3.2數字化發展趨勢

可以說數字化發展，是目前智能電網環境下繼電保護所顯示出的最大特點，具體表現在：測量手段的數字化、信息傳輸的數字化。其中，通過數字接口與電子互感器能夠實現測量手段的數字化；而通過光纖網絡傳輸數字信息則可以實現信息傳輸的數字化。尤其是電子互感器的體積往往較小且絕緣能力較好，因此，充分利用光電轉換器對電網運行情況進行測量，不行能夠拓寬電網信號的傳輸頻帶，還能夠增強暫態性能，消除在互感器測量上的誤差，提高了測量準確性，降低互感器故障的發生率。所以，在繼電保護的未來發展中，還應該充分利用數字化傳感器，去進一步精簡繼電保護裝置的輔助功能，提高繼電保護水平，從而使繼電保護系統能夠與智能電網進行最佳配合。

3.3網絡化發展趨勢

網絡化發展趨勢伴隨著網絡信息技術在智能變電站中的普及應用，網絡化發展勢必會成為未來智能電網環境下繼電保護不可逆轉的重要趨勢之一。尤其是伴隨著網絡化發展進程的逐步深化與完善，更是大大地提高了繼電保護水平。一方面，促進了智能電網環境下繼電保護工作的信息共享，從而使變電站的所有設備都能夠緊密地聯系在一起，擴大繼電保護范圍；另一方面，促進了智能變電站的信息傳遞，使信息傳遞變得更為準確、及時，從而實現對整個智能電網的全方位監控，有效提高智能電網運行的準確性與運行效率。

結語

繼電保護技術在大數據下的電路網絡具有新時期的特點——功能范圍擴大、操作智能化等，但是給我們驚喜的同時也來的難題。未來依托于大數據的繼電保護技術會不斷完善，現在還有很多技術手段不夠完善，需要去探索。

【參考文獻】：

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