范海波+尤玉新+孟祥龍

【摘要】繼電保護設(shè)備是維護整個電力系統(tǒng)正常運行的重要組成部分，對變電站的繼電保護配置的設(shè)計研究，維護整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是相關(guān)工作人員的首要研究課題。本文將簡要概述繼電保護的概念，對繼電保護的現(xiàn)狀進行描述并闡述繼電保護的核心技術(shù)。論述智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護技術(shù)的變革與提升，對繼電保護技術(shù)在智能電網(wǎng)中的重要作用和意義作簡要闡述。

【關(guān)鍵詞】繼電保護 構(gòu)成核心 變革與提升

繼電保護是指采用自動化的措施和設(shè)備保護電力系統(tǒng)及設(shè)備。隨著經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，繼電保護逐漸顯示其必要性。計算機與繼電保護相結(jié)合在計算機行業(yè)快速發(fā)展的大趨勢下應(yīng)運而生，這一結(jié)合很大程度上推動了供電企業(yè)的繼電保護技術(shù)。

一、我國繼電保護現(xiàn)狀

隨養(yǎng)我國經(jīng)濟的發(fā)展，各類用電設(shè)備急劇增加，電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，繼電保護技術(shù)也隨之日益發(fā)展。繼電保護與前沿技術(shù)相結(jié)合，尤其是計算機在繼電保護中大量普及，使得電力企業(yè)能夠利用計算機的數(shù)學(xué)運算能力和邏輯處理能力，從而提高安全保護的能力。更重要的是，隨之計算機技術(shù)的發(fā)展，人工智能等先進技術(shù)也取得了長足進步。電力系統(tǒng)繼電保護是一種普遍的離散控制，分布于系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，而對系統(tǒng)狀態(tài)進行判斷，是實現(xiàn)保護止確動作的關(guān)鍵。由于人工智能的邏輯思維和快速處理能力，人工智能己經(jīng)成為狀態(tài)評估的重要工具，越來越多的應(yīng)用與電力系統(tǒng)的多個方而，特別是繼電保護方而。相比于人工操作，人工智能具有更強的靈敏性和速動性。不可否認(rèn)的是，在可靠性方而，人工智能仍能還有很大的進步空間。另一方而，計算機網(wǎng)絡(luò)作為新時代信息處理和數(shù)據(jù)通信工具己成為信息時代的技術(shù)支柱，將其與繼電保護相結(jié)合是實現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要保證。應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)使每個保護單元都能共享安全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，使得各個保護單元在分析這些休息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作。目前來看繼電保護的網(wǎng)絡(luò)化己經(jīng)開始實施，但是還處于起步階段，要實現(xiàn)我國繼電保護的全而網(wǎng)絡(luò)化，還需要廣大技術(shù)人員的不懈努力。

二、智能電網(wǎng)繼電保護的核心技術(shù)

智能電網(wǎng)的建設(shè)具有劃時代的意義，它的出現(xiàn)使得我國電網(wǎng)技術(shù)有了很大的突破，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。繼電保護主要有以下幾種核心技術(shù)：

（1）廣域保護技術(shù)。傳統(tǒng)的繼電保護幾乎沒有自適應(yīng)判斷能力和保護能力。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，“廣域保護”這個詞逐漸被人們所認(rèn)知。廣域保護是指指定一個子域作為分析的單位，采集該子域的繼電保護信息，并進行域內(nèi)和域外的綜合判定。目前，廣域保護技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，主要分為繼電保護和安全自動化控制，繼電保護可以實現(xiàn)簡化保護配合、縮短保護動作時間等目的。

（2）保護重構(gòu)技術(shù)。智能電網(wǎng)中，保護重構(gòu)技術(shù)是一項全新的繼電保護技術(shù)，繼電保護系統(tǒng)的重構(gòu)應(yīng)滿足下述原則：一是功能完整性。通常重構(gòu)后的繼電保護系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到或超過原有的保護系統(tǒng)的功能，同時允許緊急情況下對某些功能（例如保護動作速度、選擇性）的降階或解除，以滿足系統(tǒng)最低安全指標(biāo)。二是重構(gòu)的快速性。由于一次系統(tǒng)一刻也不能脫離繼電保護，因此繼電保護系統(tǒng)自身的重構(gòu)應(yīng)快速有效。在有多套保護需要重構(gòu)時應(yīng)在維持最低功能的前提下選擇分步實施或同時實施策略。三是重構(gòu)的可靠性。繼電保護重構(gòu)時要重新選擇設(shè)備組合，所構(gòu)建的新系統(tǒng)必須保證可靠性指標(biāo)滿足要求。四是重構(gòu)的經(jīng)濟性。繼電保護系統(tǒng)的重構(gòu)需要對設(shè)備資源進行重新劃分，因此在保證可靠性的同時應(yīng)盡量減少對資源的占用。

三、智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護技術(shù)的變革與提升

智能電網(wǎng)的規(guī)劃與發(fā)展對電能傳輸?shù)奶攸c產(chǎn)生了巨大的影響，數(shù)字化和信息化使智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)產(chǎn)生了十分大的區(qū)別，因此，繼電保護技術(shù)也要隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展而發(fā)展。

（1）向數(shù)字化方向發(fā)展。由于互感器故障的減少，我們不用再考慮由互感器故障所引起的回路接地和回路斷線等故障，利用數(shù)字化的傳感器，能夠提高繼電保護的整體性能，使所有的輔助功能得到簡化，來提高繼電保護水平，為我國智能電網(wǎng)建設(shè)提供先進的繼電保護技術(shù)。

（2）向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 作為智能電網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護裝置可以有效提高智能電網(wǎng)的運行效率，電力管理者能夠通過數(shù)字接口向繼電保護裝置發(fā)送控制信息，來對整個智能電網(wǎng)進行自動化的全操控。與此同時，還能將智能電網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，讓用戶利用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對繼電保護裝置的配置，使繼電保護裝置的可操控性得到明顯提高。

（3）向協(xié)同保護方向發(fā)展。傳統(tǒng)保護僅能夠?qū)Χㄖ颠M行自整定保護，同時還要結(jié)合被保護線路的運行狀態(tài)。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)使得這種保護技術(shù)得到了全面提升，繼電保護能對基于全網(wǎng)信息的保護狀態(tài)實現(xiàn)自動化配置和整定，使整個繼電保護系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)互相保護，使傳統(tǒng)的分散式獨立保護轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同保護模式。

（4）應(yīng)用新原理與新技術(shù)。智能電網(wǎng)中風(fēng)能、太陽能和生物能等新型能源的隨機接人，會給電網(wǎng)運行的安全性帶來一定的挑戰(zhàn)；同時，在智能電網(wǎng)背景下，更加快捷、靈活的調(diào)度方式將實現(xiàn)對電能傳輸方式和潮流方向的靈活調(diào)整；以電力電子控制為依托的電網(wǎng)靈活控制方式將取代傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障暫態(tài)特征。因此，應(yīng)用和以上變化相適應(yīng)的繼電保護新原理和新技術(shù)，將是未來繼電保護發(fā)展的主導(dǎo)方向，同時也是相關(guān)研究的關(guān)鍵課題。

四、繼電保護在智能電網(wǎng)中的重要作用和意義

目前，我國的國民經(jīng)濟正處在高速發(fā)展中，對電力的需求也越來越大，電力供應(yīng)企業(yè)正承受著前所未有的壓力，很多人口密集的城市和地區(qū)都出現(xiàn)了供電危機現(xiàn)象。為了使電力供應(yīng)緊張的現(xiàn)象得以緩解，企業(yè)不得不采取措施，進行停電和限電，同時加強了對智能電網(wǎng)電力系統(tǒng)安全的維護力度。作為電力系統(tǒng)的第一道防御手段，繼電保護技術(shù)可以有效地保障電網(wǎng)的安全運行，一旦電網(wǎng)中存在故障，繼電保護裝置就能在第一時間內(nèi)將出現(xiàn)故障的設(shè)備自動切除，同時發(fā)出預(yù)警信號，使工作人員能夠在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，采取有效措施進行解決，從而最大程度地降低了由電網(wǎng)故障造成的企業(yè)損失。因此，繼電保護在智能電網(wǎng)中有著重要的作用和意義，企業(yè)應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展和研究這項技術(shù)，以保證智能電網(wǎng)運行的安全性。

總之，經(jīng)濟快速發(fā)展的基礎(chǔ)必定擴大了許多工廠對電力的需求，電力系統(tǒng)所承受的壓力也會越來越大，因而，電力系統(tǒng)的保護工作就成為了許多電力公司的首要任務(wù)。繼電保護技術(shù)在智能電網(wǎng)電力系統(tǒng)的保護工作中取得了很大的成效，許多供電企業(yè)都在增強繼電保護技術(shù)的研發(fā)力度，爭取在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上做的越來越好，繼電保護技術(shù)將會被廣泛的應(yīng)用到大部分的供電企業(yè)中。