智能電網環境下電力系統保護新技術的研究與探討

冀曉俊

摘?要： 隨著我國經濟技術的發展，電力工業也在不斷進步，但繼電保護是電力系統不可缺少的組成部分，要實現安全穩定運行，必須堅持應用新技術，隨著現代科學技術的發展，不斷創新繼電保護的應用，為電力系統的發展和完善提供重要保障，我們也在為社會發展而努力。

關鍵詞： 智能電網;電力系統保護;新技術

【中圖分類號】TP863?【文獻標識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.150

1?智能電網基本闡述以及現狀

所謂智能電網實際上是指智能電網，其本質是能源兼容和替代利用?，F階段，雖然智能電網的概念已經在電力行業廣為人知，近年來也有了質的飛躍，但事實上，我國這一領域的起步時間比其他國家，特別是西方一些發達國家要晚一些。2009年，智能電網系統建設被視為我國電力企業新的發展目標自2011年起，我國智能電網建設開始從原來的試點城市向全國擴展。至此，以特高壓電網為重點、各級電網協調的智能電網結構基本形成。借助頂級的信息控制和優秀的通信技術，構建信息化、自動化、協同化的智能電網系統，對我國電力企業的發展具有不可替代的意義。雖然智能電網的概念與上述有所不同，但從掌握技術的角度來看，兩者基本相同?？傊?，所謂智能電網，實際上就是借助新技術，對傳統電網企業的管理和服務形式進行創新和優化。

2?電力保護新技術在電力系統保護中的實際應用

2.1?特高壓交流以及直流式輸電技術

2.1.1?大容量的特高壓型開關

雖然近年來我國科技進步顯著，但我國是世界上第一個建立63kA特高壓開關試驗能力的國家，也是世界上第一個成功研制出功率等級最高、電流分斷等級最強的特高壓開關的國家，為世界高壓開關的實驗和制造提供了豐富的經驗數據。

2.1.2?特高壓升壓變壓器

借助特高壓升壓變壓裝置，能源基地內的大型發電機組可直接接入電網，從而有效提升輸電通道的輸電能力，進而充分發揮特高壓大容量輸電的優勢。研制特高壓升壓變壓裝置在世界上尚屬首次。為保證開發效率和質量，國家電網公司統一組織三個變壓器廠，最終成功研制出額定容量100萬KVA的雙列式特高壓升壓變電裝置，是目前世界同類設備制造標準中最高的。

2.2?智能化輸變電裝備技術

2.2.1?變壓器

在當今時代背景下，可持續發展已成為社會企業轉型的目標，發電機組也應以高安全性（即不燃、低噪聲）、低損耗、緊湊、智能化為進一步發展目標。如果電力企業把上述目標作為新的發展方向，那么其技術經濟指標必然會有明顯的提高，而且由于近年來科技和新材料的發展，變壓器在未來必然會發生很大的變化。

2.2.2?斷路器

目前，SF6斷路器仍在向高壓、可選擇控制、高可靠性、大電流方向發展，而真空斷路器仍在向高壓方向發展。另外，固態斷路器主要應用于高性能輸入和高中斷的環境中。高壓直流斷路器在直流輸電領域的開發和應用，將有助于多終端直流輸電的進一步發展，進一步促進電網結構的優化改造。

2.2.3?在線監測與故障診斷

在變電站和輸電線路中，智能維護和在線監測技術將得到快速發展，同時智能傳感器技術和自動實時預警機制將得到充分應用。通過以上技術，逐步實現了變電站一次設備的全息監測和實時狀態評估。此外，監測塔和電線，以及電、熱、力、圖像等絕緣傳感器也可以實現智能在線監測。

2.3?新電子元器件及應用技術

在交直流輸電系統中，電力電子技術及相應設備的應用可以顯著提高電網發電、輸電和配電的可控性。同時，也能在一定程度上促進風能、太陽能等可再生能源的進一步開發利用，對實現智能電網具有重要作用。

3?智能電網背景下我國電力系統保護新技術應用的途徑

3.1?對各種可再生能源進行有效的整合

雖然可再生能源在智能電網的發展中起著非常重要的作用，有著良好的發展前景，但不可避免地存在著一些缺陷，而造成這一問題的根本原因在于并網技術還沒有得到很好的發展。同時，參考潮流分布和電流短路的實際特點，風電并網時，需要提前對繼電保護裝置進行升級改造。這樣，可以增加小短路電流運行時的電阻值，并且可以提高電流交互裝置中的相關值。此外，在此前提下，還應在電網中采用大變幅電流互感器，以保證電網能長期穩定、安全地工作。

3.2?充分利用電子元器件優化電網

隨著科學技術的發展，電子元器件在各種儀器中得到了廣泛的應用。同時，變頻器和無功補償裝置、智能電網單元可控串聯補償、潮流控制器等一系列電子元件得到了廣泛的應用。由于上述電子元件的廣泛應用，我國電力行業的電能質量得到了極大的改善和優化。同時，相應控制策略的靈活性也大大提高。最后，從根本上優化了電網的特性。然而，從其他角度來看，由于電子元件開關頻率的增加，電網系統也會產生大量的諧波。此外，直流輸電和繼電保護裝置，以及光伏并網設備也應協調一致。針對這種情況，相關人員在設計繼電保護技術時，必須綜合考慮電子元器件中諧波的影響，最終保證智能電網在未來能夠實現安全穩定的工作目標。

3.3?合理使用電子電源技術

目前，發電機是電力系統中最重要的發電設備。在當前智能電網的背景下，應合理應用電子功率技術，大型發電設備應采用靜態勵磁控制技術，風電和水輪發電機應采用先前的變速恒頻技術，新能源（如太陽能）應用于發電。電力電子保護技術的應用，不僅可以從電力系統的根本上提供繼電保護，而且可以促進新一代技術的發展，從而滿足節能和可持續發展的理念。

結論：在當前智能電網環境之下，隨著電力保護技術不斷的完善和發展，人們日常生活也因此受到了一定的影響，相信隨著其長時間的發展，在未來我們必將會進入到生活、電力智能化和網絡化的時代。

參考文獻

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