探索智能變電站技術及其對繼電保護的影響

引 言：隨著智能電網和變電站運行技術的發展，已經從傳統的自動化發展階段逐漸過渡到智能變電站階段，本文基于筆者多年的變電站管理運行技術的工作實踐，詳細的探索了智能變電站技術對繼電保護產生的相關影響。

一、前言

隨著智能變電站技術的發展和進步，有效的促進了智能電網的建設，是國家發展自動化、智能化、科學化電網的重要組成部分[1]。研究表明，智能變電站具有很多優勢特點，比如基于IEC61850標準體系實施統一建模、應用了電子式互感器與智能一次設備、傳輸采用二次信息網絡化等，為電網智能化、自動化的發展提供及其便利的條件，推動了智能電網的發展和推廣[2]。智能變電站技術對繼電保護過程中的數據信息及保護原理、實現機制和架構體系、設計和運維等具有重要的影響。

二、智能變電站對繼電保護的影響研究

（一）繼電保護的數據信息及保護原理的影響

智能變電站對于繼電保護的數據信息和保護原理具有重要的影響，主要包括體現為以下三個方面：

1.繼電保護的源數據性質

與傳統變電站采用的自動化技術相比，智能變電站采用電子式互感器，與傳統電磁式互感器相比，電子式互感器在數據同步、數據時延、頻帶寬度、線性度和響應速度等方面采用了新的原理和算法，導致繼電保護的源數據性質發生了極大的變化[3]。

2.繼電保護傳輸數據的方式

由于智能變電站采用的二次信息網絡傳輸過程中可以共享不同間隔設備的信息，更加靈活的、簡單的實現了跨間隔保護，從而促進繼電保護產生了新的保護原理和實現方式，影響了繼電保護傳輸數據的方式。

3.繼電保護數據處理和使用的方式

智能變電站基于IEC61850標準體系實施統一建模，實現了電網先骨干設備之間的互通、互聯和互操作，實現了LED設備與二次信息的應用分離，實現了數據源的唯一性，同時為一系列的繼電保護引入了新的原理和保護組織形態。

（二）對繼電保護實現機制與架構體系的影響

智能變電站技術對繼電保護的實現機制和架構體系產生的影響主要包括以下三個方面：

1.數據交換方式

傳統繼電保護的數據交換方式為采樣—計算—出口的集成一體化模式，但是智能變電站采用網絡化的數據交換方式，其使用數據庫保存實時的進行數據調用和存儲，統一管理不同的保護功能應用和二次系統，大大降低了傳統數據交換的復雜性。

2.突破二次回路不可測控

IEC61850標準引入了過程層網絡控制的新概念，是智能變電站采用的獨特網絡，將交換機的控制智能化和LED化，使得過程層的網絡數據變得可以預警、可以控制，突破了傳統二次電纜回路不可測控的瓶頸，實時掌控二次網絡和數據可靠性的狀態，大大的提升智能變電站繼電保護的可靠性水平[4]。

3.采用信息交換模式

傳統繼電保護設施實現基本保護功能的同時，承擔定值管理和運行管理的功能，獲取保護對象的狀態信息主要依賴關聯的保護裝置，智能變電站采用了P2P信息對等交換模式，獲取保護對象的信息不再與保護設施綁定，建立統一數據中心，可以更高層次的實現信息共享[5]。

（三）對繼電保護的設計、調試與運維的影響

智能變電站應用指揮，有效的簡化了變電站設計、調試和運行維護的生命周期，提高繼電保護的有效性，其影響包括以下幾個方面：

1.智能化數據采集

智能變電站可以通過智能網絡有效的監控和預測繼電保護二次回路采集的數據，檢修繼電保護裝置的狀態。

2.集成化監控繼電保護裝置

智能變電站使用IEC61850標準統一建模，將變電站所用到的設備集成在一起，有效的實現繼電保護裝置的集成監控，提升繼電保護裝置的運行和維護[6]。

3.智能變電站運維的限制

雖然智能變電站技術發展迅速很快并且其優勢非常明顯，但是由于其采用的標準和核心技術仍然處于發展階段，人們對于IEC61850的標準的理解存在差異性，無法完全掌握其定義的規范，因此增加了智能變電站設計、實現、調試和運行維護的挑戰，由于繼電保護的定義和規范更是智能變電站的難點和重點。許多智能變電站試點的建設和運行都需要業主、設計院、設備廠家、集成商、調試單位的反復協調，不斷修改方案，而變電站投入運行后，運行單位往往難以擺脫對調試單位和廠家的依賴，給電力系統的安全運行帶來隱患，也成為制約智能變電站的大面積推廣的瓶頸。

三、結束語

智能變電站是智能電網發展的核心環節，因此，隨著智能變電站的應用和發展，其對繼電保護產生了新的組織架構、保護原理，認真的研究智能變電站相關技術的關鍵技術要素和難點，以便有效的滿足電網安全穩定運行的需求，具有極其重要的意義。

參考文獻

[1]戎俊康.淺析智能變電站建設對繼電保護工作的新要求[J].中國電力教育.2011（36）.

[2]李孟超，王允平，李獻偉，王峰，蔡衛鋒.智能變電站及技術特點分析[J].電力系統保護與控制.2010（18）.

[3]李鋒，謝俊，蘭金波，夏玉裕，錢國明.智能變電站繼電保護配置的展望和探討[J].電力自動化設備.2012（02）.

[4]楊增力，周虎兵，王友懷.面向智能電網的繼電保護在線應用系統[J].湖北電力.2011（04）.

[5]周剛.變電站繼電保護相關問題的探討[J].中國新技術新產品.2011（15）.

[6]趙宇皓，郝曉光，高志強.應用于智能電網的廣域繼電保護[J].河北電力技術.2009（S1）.

（作者單位：福建省南平電業局）