彭竹弈

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，江蘇南京，210024）

智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)

彭竹弈

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，江蘇南京，210024）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化智能電網(wǎng)已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)電網(wǎng)，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)無法滿足智能電網(wǎng)繼電保護(hù)發(fā)展的需求。因此為保障智能電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境，需采取繼電保護(hù)的措施，改善電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，維持安全、可靠的電網(wǎng)環(huán)境。因此本文從智能電網(wǎng)環(huán)境下的保護(hù)問題入手，分析智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)，并提出針對(duì)性的建設(shè)策略。

繼電保護(hù)；智能電網(wǎng)；發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

繼電保護(hù)技術(shù)是整個(gè)電力系統(tǒng)最重要的防御手段，旨在保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)裝置會(huì)在第一時(shí)間自動(dòng)切除故障設(shè)備，并進(jìn)行故障報(bào)警，通知有關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并有效地解決，盡快恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置在最大程度上保障了電網(wǎng)的安全可靠供電，降低了由于電網(wǎng)故障遭受的經(jīng)濟(jì)損失。

1 智能電網(wǎng)環(huán)境下的保護(hù)問題

1.1 保護(hù)范圍不明確

智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)內(nèi)并沒有實(shí)現(xiàn)普及，仍舊存在很大范圍的傳統(tǒng)電網(wǎng)，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)中，無法規(guī)劃明確的范圍。智能電網(wǎng)環(huán)境中的繼電保護(hù)，不能實(shí)現(xiàn)智能化的過度發(fā)電，混淆了諸多保護(hù)信息，由此繼電保護(hù)的應(yīng)用中即會(huì)出現(xiàn)保護(hù)延遲或保護(hù)不準(zhǔn)確的問題，不能在智能電網(wǎng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)全方位的智能保護(hù)。繼電保護(hù)范圍不明確屬于一類根本性的問題，智能化是電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，繼電保護(hù)應(yīng)提前進(jìn)行改進(jìn)處理，滿足智能電網(wǎng)環(huán)境的需求。

1.2 缺乏保護(hù)力度

電網(wǎng)系統(tǒng)智能化發(fā)展的過程中，引入不同類型的新技術(shù)，此類智能技術(shù)存在兩面性的特點(diǎn)，在為電網(wǎng)系統(tǒng)提供智能服務(wù)的同時(shí)，也潛在一定的風(fēng)險(xiǎn)，必須通過繼電保護(hù)維持智能電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境，防止智能電網(wǎng)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。例如：某地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入智能化的建設(shè)中，但是繼電保護(hù)系統(tǒng)沒有做任何處理，包括設(shè)備、裝置等，均未達(dá)到智能化的標(biāo)準(zhǔn)，后期智能電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，因?yàn)槿鄙僦悄鼙Ｗo(hù)的支持，出現(xiàn)多處安全問題，其中最為嚴(yán)重的是傳感信息丟失，促使繼電保護(hù)中缺少評(píng)價(jià)的信息依據(jù)，由此該地區(qū)的部分智能電網(wǎng)暫停建設(shè)，待繼電保護(hù)更新后再啟動(dòng)建設(shè)，引發(fā)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 保護(hù)設(shè)備不完善

繼電保護(hù)設(shè)備是智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的支持，繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)該符合智能電網(wǎng)的需求，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)行更新。電力企業(yè)可以根據(jù)智能電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境，結(jié)合繼電保護(hù)的狀態(tài)，制定設(shè)備改進(jìn)計(jì)劃，逐步采購(gòu)或引進(jìn)技術(shù)性的保護(hù)設(shè)備，完善繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體。智能電網(wǎng)環(huán)境對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的要求非常高，電力企業(yè)應(yīng)意識(shí)到繼電保護(hù)設(shè)備的重要性，主動(dòng)完善保護(hù)設(shè)備，加強(qiáng)繼電保護(hù)對(duì)智能電網(wǎng)的保護(hù)力度。繼電保護(hù)設(shè)備中出現(xiàn)的問題，屬于一類可優(yōu)化的問題，深入研究智能電網(wǎng)環(huán)境及繼電保護(hù)本身的需求，即可完善保護(hù)設(shè)備，防止繼電保護(hù)偏離智能電網(wǎng)的發(fā)展理念。

2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 數(shù)字化

目前，數(shù)字化是智能電網(wǎng)最大的特點(diǎn)，其主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先是測(cè)量手段數(shù)字化，其主要通過各種數(shù)字接口與電子互感器實(shí)現(xiàn)；其次是信息傳輸?shù)臄?shù)字化，傳統(tǒng)電網(wǎng)通過電纜傳輸狀態(tài)量和模擬量信息，而智能電網(wǎng)則通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字信息。電子互感器體積小、絕緣性好，主要是利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，這就拓寬了信號(hào)傳輸頻帶，增強(qiáng)了暫態(tài)性能，并且消除了傳統(tǒng)互感器的測(cè)量誤差，保障了測(cè)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)降低了互感器的故障發(fā)生率。未來繼電保護(hù)發(fā)展過程中，應(yīng)進(jìn)一步簡(jiǎn)化其輔助功能，利用數(shù)字化傳感器提高繼電保護(hù)水平，以便更好地與智能電網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)和發(fā)展相配合。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化

隨著我國(guó)數(shù)字化變電站大規(guī)模建設(shè)與廣泛應(yīng)用，智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)也正朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了巨大的變革與進(jìn)步。主要體現(xiàn)在：首先實(shí)現(xiàn)了信息共享。變電站的網(wǎng)絡(luò)化促進(jìn)了繼電保護(hù)信息的共享，變電站所有設(shè)備都緊密相連，使得繼電保護(hù)范圍大大拓展。其次信息傳遞更加準(zhǔn)確及時(shí)。在網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境下，繼電保護(hù)人員可以通過數(shù)字接口及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸繼電保護(hù)信息，更好地監(jiān)控整個(gè)智能電網(wǎng)，從而有效提高電網(wǎng)運(yùn)行效率與準(zhǔn)確性。

2.3 廣域化

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)僅僅能夠利用單端量和雙端量采集信息，而廣域保護(hù)可采集多點(diǎn)、多類型信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)的控制，最終作用于告警或跳閘。

2.4 整定自動(dòng)化

傳統(tǒng)電網(wǎng)中繼電保護(hù)只針對(duì)被保護(hù)的線路，保護(hù)范圍小而有限，并且保護(hù)整定值也因?yàn)楸Ｗo(hù)的局限性存在一定的偏差，導(dǎo)致繼電保護(hù)存在缺陷和不足。而智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)則有效地將整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)被保護(hù)的線路和相關(guān)設(shè)備聯(lián)系在一起，對(duì)系統(tǒng)中各部分的運(yùn)行信息進(jìn)行整合，擴(kuò)大了保護(hù)范圍，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的分布協(xié)同，提高了繼電保護(hù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。

2.5 輸電靈活化

智能電網(wǎng)的智能化主要表現(xiàn)為它在很大程度上提高了輸電效率，使得整個(gè)電力系統(tǒng)可以得到更加靈活、有效的控制，這是由于在智能電網(wǎng)中應(yīng)用了靜止無功補(bǔ)償器、電能質(zhì)量控制裝置等先進(jìn)裝備，有效地控制了電能質(zhì)量和系統(tǒng)潮流。

3 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)建設(shè)策略

智能電網(wǎng)環(huán)境推進(jìn)了繼電保護(hù)的發(fā)展，同時(shí)繼電保護(hù)也面臨一系列的挑戰(zhàn)。根據(jù)繼電保護(hù)在智能電網(wǎng)環(huán)境下的運(yùn)行狀態(tài)，規(guī)劃繼電保護(hù)的實(shí)際發(fā)展。

3.1 構(gòu)建信息平臺(tái)

繼電保護(hù)的信息平臺(tái)，能夠快速收集智能電網(wǎng)環(huán)境的狀態(tài)或運(yùn)行數(shù)據(jù)，最主要的是為信息評(píng)估提供可用的平臺(tái)。智能環(huán)境下，繼電保護(hù)平臺(tái)的構(gòu)建，應(yīng)該圍繞動(dòng)態(tài)監(jiān)控展開，促進(jìn)繼電保護(hù)與智能電網(wǎng)的同步發(fā)展。信息平臺(tái)中繼電保護(hù)數(shù)據(jù)更新的速度非常快，繼電保護(hù)能夠隨時(shí)獲取智能電網(wǎng)的信息，實(shí)現(xiàn)同步的繼電保護(hù)。繼電保護(hù)的信息平臺(tái)還未達(dá)到成熟、完整的狀態(tài)，應(yīng)加快信息平臺(tái)的構(gòu)建速度，為繼電保護(hù)提供全面、穩(wěn)定的信息載體，以此來優(yōu)化智能電網(wǎng)環(huán)境的保護(hù)。

3.2 強(qiáng)化信息傳輸

智能電網(wǎng)的建設(shè)范圍越來越大，增加繼電保護(hù)信息傳輸?shù)膲毫?，因此繼電保護(hù)在未來發(fā)展中，應(yīng)注重信息的強(qiáng)化傳輸，通過強(qiáng)化信息傳輸，實(shí)現(xiàn)分級(jí)、分層的繼電保護(hù)，可以為智能電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)的保護(hù)，還能營(yíng)造高效率信息傳輸?shù)谋Ｗo(hù)環(huán)境。強(qiáng)化繼電保護(hù)中的信息傳輸，還能促進(jìn)繼電保護(hù)的信息共享，滿足智能電網(wǎng)環(huán)境的需求。

3.3 完善繼電保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)

在電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中充分應(yīng)用智能傳感器，能夠通過發(fā)揮傳感器優(yōu)勢(shì)捕獲更多設(shè)備運(yùn)行信息，將設(shè)備運(yùn)行信息與參數(shù)作為繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)的重要依據(jù)，從而保障繼電保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行的可靠性。然而電網(wǎng)設(shè)備外部接線在運(yùn)行過程中，受運(yùn)行環(huán)境等影響可能會(huì)發(fā)生振動(dòng)等問題，如受大風(fēng)、雨水、霜雪等因素影響。為此，在故障判斷環(huán)節(jié)需要綜合分析其他設(shè)備振動(dòng)特征。一般可以將配置于變壓器中的振動(dòng)傳感器振動(dòng)作為錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行故障判斷。然而故障判斷不能僅僅依靠單一指標(biāo)參數(shù)，還需要綜合考慮其他因素，基于此，應(yīng)用人工智能專家分析系統(tǒng)，將系統(tǒng)曾經(jīng)運(yùn)行的溫度參數(shù)與濕度參數(shù)作為重要參考。

4 小結(jié)

智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、變、用等各個(gè)環(huán)節(jié)都帶來了巨大的影響，同時(shí)也對(duì)繼電保護(hù)提出了更加嚴(yán)格的要求。對(duì)智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)予以足夠重視，以便其更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)，促進(jìn)未來智能電網(wǎng)更長(zhǎng)遠(yuǎn)地發(fā)展。

[1]王文生.智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)初探[J].機(jī)電信息,2015,06:99+101.

[2]薛鵬程.智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中小企業(yè)管理與科技,2012,11:299-300.

[3]康凱.智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,06:134.

[4]劉桂紅.試論智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)[J].低碳世界,2016,23:38-39.

Relay protection in smart grid environment

Peng Zhuyi
(State Grid Electric Power Company of Jiangsu Province Economic and Technology Research Institute,Nanjing Jiangsu,210024)

With the rapid development of China’s economy and science and technology, modern smart grid has been gradually replacing the traditional power system, the conventional relay protection technology has been unable to meet the demand of the development of relay protection in smart grid So the operating environment security of smart grid, relay protection measures should be taken to improve the operation of state power, maintain security reliable Therefore, the grid environment for the protection of the environment of the smart grid problems, analysis of the trend of the development of relay protection in smart grid environment, and put forward the construction strategy

Relay protection; smart grid; development trend