試論智能電網對繼電保護的若干影響

姚展

(中山市電力工程有限公司,廣東中山 528400)

試論智能電網對繼電保護的若干影響

姚展

(中山市電力工程有限公司,廣東中山 528400)

繼電保護在電力系統中扮演著至關重要的角色,可以說繼電保護能否正常運行直接決定著整個電力系統的能否正常生產,隨著智能電網的擴建,電力系統的繼電保護也迎來了新的挑戰。本文主要介紹了智能電網中繼電保護的構成、智能電網對繼電保護的影響以及需要解決的問題,為相關電力工作人員提供參考。

智能電網 繼電保護 影響和問題

1 智能電網繼電保護的構成

隨著電力技術的不斷發展、電力市場的深入改革,智能電網應運而生。繼電保護裝置是實現電力系統網絡以及相關設備監測保護的重要組成。隨著智能電網的發展,對繼電保護技術也帶來了很大的影響。一方面,通過使用各種傳感器來實時監控發電等關鍵設備的運行狀況,再通過網絡系統收集和整合得到的數據,最后分析數據信息并通過他們來檢測運行狀況并修正保護功能和保護定值。另一方面,與傳統繼電保護裝置不同的是,這里它不但要搜集本保護對象的相關運行信息外,還需要得到其他相關聯設備的運行信息。一般的智能電網繼電保護構成示意圖中,智能電網中是通過監控系統對左邊兩個框的輸出信息(即保護對象的電氣量和關聯的其它節點運行信息)進行分析和判斷,實時調整繼電保護裝置的保護定值并發出相應的命令。

2 智能電網對繼電保護的影響

什么是智能電網？它是傳統電網和新型科學技術的結合,即以物理電網為基礎,融合通信、計算機、傳感測量等新型技術,將發電、輸電等環節集中起來,并將其聯結成一個高度智能化的新型網絡。眾所周知,電力系統的第一道安全防線是繼電保護,如果在智能電網中還是按傳統保護方式來進行配置的話可能會有很多不適應的地方,因此必須對現有繼電保護進行改進,也就是說,智能電網技術的應用將給繼電保護帶來深遠的影響,具體表現在以下幾點:

2.1 數字化

智能電網中繼電保護由于互感器等裝置的傳輸性能不斷提高以及傳輸故障率的逐漸降低,有些在傳統電網中需要考慮的故障問題在這里基本可以忽略了,比如二次回路斷線等故障。除此之外,由于各層電氣設備的信息傳輸準確性不斷提高,使得繼電保護裝置的保護動作正確率也得到了改善,未來要做的就是通過研究方案來簡化繼電保護的輔助裝置和提高其整體性能。

2.2 網絡化

數字化變電站是采用分布分層的結構體系,對所有面向對象的數據進行統一建模,通過通信技術(及虛擬接口)來實現電網中各種智能設備間的互聯。數字化變電站的不斷發展使之對繼電保護的要求也不斷提高,未來繼電保護向網絡化發展已經勢在必行。

2.3 輸電靈活化

與傳統電網比較,智能電網的一大亮點就是高校輸電以及靈活控制。顯而易見,智能電網中必定會大量使用累世可控串聯補償裝置、STATCOM等交流靈活輸電技術。另外,我國電網交直流混合輸電的方式也會使得非線性可控電力元件逐漸增多,這些裝置和技術的大量使用為智能電網的靈活性提供了物理基礎。

2.4 整定自動化

在傳統電網的繼電保護中,它所采用的是自適應保護,通過被保護線路的運行狀況來調整定值,因此它所得到的是局部的設備運行信息,而不包括其他相關線路的設備運行狀況,相對來說缺乏完整性和整體說服力。而智能電網的出現就可以改變這種情況,因為它是通過聯網來實現各種控制信號和設備運行信息的共享,繼電保護得到的將不再是單一設備的信息而是全網的信息,并通過它們來判斷并進行自動整定。

2.5 廣域化

目前,隨著我國智能電網建設的不斷發展以及電網信息化的逐漸成形,大多數電力公司都支持一些新型電力網絡的建設,比如基于PMU的WAMS網絡建設等,另外,有關繼電保護的專用網絡也已加入建設進程,這些改變無疑會成為智能電網控制的重要環節。

3 智能電網繼電保護需要注意的問題

智能電網由于信息化和數字化的特征出現使之與傳統電網有了本質的區別,因此在繼電保護方面,需要解決相應的問題使之跟上智能電網的發展的腳步。

3.1 保護定值的適時調整

首先,由于運行方式的靈活性以及潮流流向的不確定性,要求保護定值要具備自適應的功能。在智能電網網絡結構圖里,電源點既可以接入電網,也可以不接入電網,這樣的話與電源點相連的線路潮流就具有不確定性,因此在實現電流保護原理時,就要求保護定值能實時調整,要做到這一點,跟傳統繼電保護中分層保護不一樣,這一條線路的繼電保護裝置必須搜集包括本線路和與該線路相連的其他所有線路的運行信息,綜合所有信息實時調整保護定值。

3.2 保護配置形態的改變

由上述可知,智能電網逐漸向數字化發展,這使得繼電保護獲取信息和發送信號的渠道相應地發生了變化,繼電保護不再是通過局部設備運行信息來實施保護動作,而是通過網絡上共享的控制信號來實施保護功能。數字化變電站各層通過建立高速網絡通信和運用智能控制裝置來實現智能開關的功能。在數字化、網絡化高速發展的智能電網中,如何保證各個設備的準確動作,最關鍵的問題就是提高繼電保護的可靠性,并針對不同的線路進行相應的保護配置。

3.3 安全自動裝置性能的提高

由上述可知,智能電網中采用先進的PMU等技術為電力系統提供了廣域信息,在傳統的繼電保護中,保護裝置和安全自動裝置是采用延時整定的原則,現在通過引入這些先進技術改變了之前的這些原則,使這些裝置相應的保護性能得到了提升。

3.4 繼電保護功能的發展

推進繼電保護預保護功能的發展,可以在一定程度上減少事故的發生頻率,將保護功能提高到預防、保護為一體的程度上來,對智能電網的發展很有幫助。

4 結語

近年來,我國智能電網建設取得了不錯的進展,但各項技術依舊不成熟,作為電力系統安全運行的第一道防線的繼電保護,在保證電力生產正常運行中起著非常重要的作用,需要對其進行不斷深入的研究,來保證繼電保護與智能電網的發展相適應,最終實現智能電網中電力系統的安全穩定運行。

[1]夏志敏,時寒香.解析智能電網對繼電保護發展的影響[J].電源技術應用,2013(8):227-233.

[2]胡磊.淺析智能電網對繼電保護的影響[J].無線互聯科技,2011(4):51-53.