當(dāng)前智能電網(wǎng)框架構(gòu)建下的繼電保護(hù)思路

余睿

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，國(guó)內(nèi)用電量也在持續(xù)增大。智能電網(wǎng)技術(shù)不斷更新并被廣泛的運(yùn)用至實(shí)際中。繼電保護(hù)裝置是智能電網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)之一，可以說在智能電網(wǎng)信息化和數(shù)字化的大背景下對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)也有了更高的要求及需求。本文分析了智能電網(wǎng)框架構(gòu)建下的繼電保護(hù)思路，并提出了實(shí)用性策略。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；差動(dòng)保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)發(fā)展是要求其對(duì)應(yīng)繼電保護(hù)體系具備更強(qiáng)的靈活性以及可靠性，智能電網(wǎng)已經(jīng)是現(xiàn)階段世界電力系統(tǒng)進(jìn)步的新趨向，也由當(dāng)初的概念性發(fā)展到了實(shí)際實(shí)施階段。智能電網(wǎng)變電站規(guī)劃及構(gòu)建，應(yīng)該促使對(duì)應(yīng)技術(shù)指標(biāo)是符合智能性指標(biāo)之后再展開施工的，智能變電站相關(guān)指標(biāo)的提升，促使起點(diǎn)網(wǎng)繼電保護(hù)體系性能持續(xù)提升，從而充分的適應(yīng)于智能電網(wǎng)新型技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)所提出的要求及需求。

一、智能電網(wǎng)構(gòu)建背景概論

1 新能源革命

隨著工業(yè)化的持續(xù)發(fā)展，能源問題不斷涌現(xiàn)，各類能源資源短缺，并出現(xiàn)了極大的環(huán)境污染。所以節(jié)能減排以及低碳環(huán)保等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略被不斷提出，人們開始重視太陽(yáng)能以及風(fēng)能與地?zé)崮艿雀鞣N新型能源的應(yīng)用及開發(fā)。分布式電源的充分開發(fā)并與電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一化管理，從而也出現(xiàn)了各種非常復(fù)雜的技術(shù)性問題。這就要求其運(yùn)作以及管理更具高水平，并且相關(guān)配合程度更為精確，這就促使電網(wǎng)呈現(xiàn)了智能化。

2 能源系統(tǒng)的重要性

21世紀(jì)，我們對(duì)電網(wǎng)提出了更高的要求及需求，對(duì)應(yīng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障而停電就像一場(chǎng)災(zāi)難一樣，并且其相關(guān)代價(jià)也是極大的。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)作是經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的主要前提。想要充分的確保其供電的安全可靠性，世界各國(guó)政府也開始要求其電網(wǎng)智能化。

3 智能電網(wǎng)與世界經(jīng)濟(jì)

能源系統(tǒng)構(gòu)建持續(xù)進(jìn)步有效的推進(jìn)了各大行業(yè)飛速發(fā)展。有些發(fā)達(dá)國(guó)家的能源改革可以說是一場(chǎng)跨行業(yè)式的技術(shù)革命，其可以充分的促使電力及IT等領(lǐng)域深層次裂變，并推進(jìn)建筑行業(yè)及汽車行業(yè)等各大行業(yè)出現(xiàn)變革，與此同時(shí)也催生了諸多相關(guān)的新興產(chǎn)業(yè)。

二、智能電網(wǎng)與繼電保護(hù)意義

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步，人們開始重視電力的各類需求以及電力資源緊張等問題，國(guó)內(nèi)諸多城市也都存在著供電緊張情況，這也就促使經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速城市開始應(yīng)用停電以及限電策略來(lái)有效控制用電總量，這也在很大程度上改善了用電緊張的現(xiàn)狀。所以改善電力體系相關(guān)作用也就極為關(guān)鍵，電力系統(tǒng)諸多方式中其繼電保護(hù)是最為有效的一種系統(tǒng)維護(hù)方式，繼電保護(hù)不僅僅可以促使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)作，還能夠促使對(duì)應(yīng)智能電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠在對(duì)應(yīng)區(qū)域之內(nèi)使用最短時(shí)間來(lái)達(dá)到系統(tǒng)故障自動(dòng)化切除，且及時(shí)給相關(guān)電力監(jiān)控體系發(fā)出警報(bào)，最大化避免掉了電力人員不能及時(shí)處理故障的問題，并以最快的速度處理故障，以便于降低電力原件自身傷害，最終導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全供電降低，以達(dá)到電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作，并充分提升繼電保護(hù)體系安全穩(wěn)定性，促使其電力系統(tǒng)的運(yùn)作是安全有效的。

三、智能電網(wǎng)框架構(gòu)建下的繼電保護(hù)技術(shù)

1 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

1.1 數(shù)字化

智能電網(wǎng)的關(guān)鍵特性就是數(shù)字化，關(guān)于繼電保護(hù)其是對(duì)應(yīng)測(cè)量方式數(shù)字化，應(yīng)該合理運(yùn)用電子式互感器以及數(shù)字式接口，還有就是信息傳送方法數(shù)字化，以往變電站所使用的相關(guān)模擬量電纜以及狀態(tài)量電纜的傳送方法已經(jīng)逐漸被光纖作為媒介的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字傳送充分替代。電子互感器最關(guān)鍵的就是其應(yīng)用光電轉(zhuǎn)換原理來(lái)實(shí)行測(cè)量的，對(duì)應(yīng)體積較小且絕緣性能高。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)講，其最主要的優(yōu)勢(shì)就是相關(guān)傳輸頻帶較寬以及暫態(tài)性能較好，不會(huì)出現(xiàn)電磁式互感器以及電容式互感器等所存在的測(cè)量誤差以及暫態(tài)特征，可以更好的把電力系統(tǒng)運(yùn)作狀態(tài)訊號(hào)傳送至二次側(cè)。并隨著智能電網(wǎng)構(gòu)建和對(duì)應(yīng)的智能化儀器與設(shè)施的持續(xù)推廣，以往的互感器也早已不能適應(yīng)現(xiàn)階段的電網(wǎng)各個(gè)方面要求。

1.2 網(wǎng)絡(luò)化

關(guān)于數(shù)字化變電站，其最大的優(yōu)勢(shì)就是IEC61850運(yùn)用分布分層結(jié)構(gòu)，在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)上統(tǒng)一建模，數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行自主描述，并使用較為抽象化的通信服務(wù)接口以及通訊服務(wù)映射技術(shù)，以便于能夠充分達(dá)到智能設(shè)備之間有效互操作能力，及其對(duì)應(yīng)的面向未來(lái)開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。繼電保護(hù)方面，數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化促使其發(fā)生了一定程度的變革，其相關(guān)的信息獲取盡管主要的保護(hù)功能還是自掃門前雪的，不過因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸能夠共享且可以充分得到全站對(duì)應(yīng)設(shè)備器件信息；還有就是關(guān)于其信息發(fā)送，因?yàn)槭沁\(yùn)用帶數(shù)字的相關(guān)接口智能化斷路器，其對(duì)應(yīng)跳合閘控制信號(hào)傳輸方法也變?yōu)閿?shù)字化信號(hào)網(wǎng)絡(luò)傳送。

1.3 廣域化

國(guó)內(nèi)電網(wǎng)信息化持續(xù)進(jìn)展，諸多網(wǎng)以及省公司均是在大力促進(jìn)PMU式WAMS網(wǎng)絡(luò)的有效構(gòu)建，其繼電保護(hù)信息專用化網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)可以說是建成，這也是智能電網(wǎng)各個(gè)方面控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盡管WAMS網(wǎng)絡(luò)以及其對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)建原因并不是要為繼電保護(hù)來(lái)服務(wù)的，不過應(yīng)用其所提供的相關(guān)廣域信息能夠充分的提升后備保護(hù)功能，還能夠有效提升其自動(dòng)化安全裝置的功能。

1.4 輸電靈活

智能電網(wǎng)關(guān)鍵是輸電效率的充分提升，以及其對(duì)應(yīng)控制方式的靈活性較高。智能電網(wǎng)中必定會(huì)運(yùn)用可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置以及靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和統(tǒng)一潮流控制器等方面的交流靈活輸電技術(shù)。國(guó)內(nèi)的電網(wǎng)交直流混合輸電也可以在一定程度上促使對(duì)應(yīng)電網(wǎng)的非線性可控電力元件數(shù)目提升。并且，基于電力電子器件運(yùn)用廣泛特性的相關(guān)智能電網(wǎng)故障暫態(tài)及同步發(fā)電機(jī)等相關(guān)旋轉(zhuǎn)元件電力系統(tǒng)有著明顯的區(qū)別。

2 繼電保護(hù)技術(shù)

2.1 交直流混輸技術(shù)

國(guó)內(nèi)的電網(wǎng)規(guī)劃是在今年將三橫三縱電網(wǎng)相關(guān)結(jié)構(gòu)建設(shè)格局全面呈現(xiàn)，超高壓的交直流混輸技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)裝置有了極高的要求。超高電壓的應(yīng)用會(huì)促使電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)暫態(tài)特性極為顯著，對(duì)應(yīng)的非周期分量開始衰減且緩慢，致使諧波分量急劇增加，這就要求對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)互感器具備極高的性能。并且超高壓的交直流混輸電網(wǎng)暫態(tài)性質(zhì)極度復(fù)雜，這也強(qiáng)化了繼電保護(hù)中相關(guān)諧波的判斷難度。比如，變壓器的保護(hù)，以往的二次諧波和波形就是關(guān)鍵判斷依據(jù)，這也極有可能根本就起不到相關(guān)保護(hù)作用，由于其繼電保護(hù)的內(nèi)部是有著極為復(fù)雜的勵(lì)磁涌流或者是對(duì)應(yīng)故障。想要充分預(yù)防其勵(lì)磁涌流影響則要精確的進(jìn)行勵(lì)磁涌流以及對(duì)應(yīng)變壓器中故障電流的區(qū)分，并且在勵(lì)磁涌流前把對(duì)應(yīng)差動(dòng)保護(hù)封閉，運(yùn)用制動(dòng)方式。

2.2 可再生清潔能源并網(wǎng)

風(fēng)能以及水能與光伏等相關(guān)可再生能源應(yīng)用在智能電網(wǎng)中是非常科學(xué)的方式。可再生能源的來(lái)源是非常豐富的，且環(huán)境污染程度也小，最關(guān)鍵的是其可再生，能夠充分的環(huán)節(jié)當(dāng)下能源緊缺的現(xiàn)狀。可再生能源應(yīng)用在智能電網(wǎng)時(shí)也會(huì)給電網(wǎng)的運(yùn)作以及其電能質(zhì)量帶來(lái)一定程度影響。例如，風(fēng)能機(jī)的應(yīng)用會(huì)因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)接入點(diǎn)不相同，極會(huì)給上、下游帶來(lái)電流保護(hù)的相關(guān)問題，或者是風(fēng)能機(jī)接入之后其所臨近的線路存在故障時(shí)，對(duì)應(yīng)電流方向是不同的及可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)反向誤動(dòng)。在可再生能源接入電網(wǎng)時(shí)，其相關(guān)的繼電保護(hù)裝置務(wù)必要全方位綜合性考慮，發(fā)現(xiàn)其可能出現(xiàn)的各類問題，并針對(duì)性的進(jìn)行分析以及提出各種有效策略進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 電力電子元件應(yīng)用

智能電網(wǎng)探究持續(xù)深化，電網(wǎng)運(yùn)作過程中所需要的對(duì)應(yīng)電力電子元件等也是被廣泛的應(yīng)用，比如功率整流二極管以及光控晶閘管等。因?yàn)殡娏﹄娮釉膶?duì)應(yīng)開關(guān)頻率偏大，在相關(guān)體系運(yùn)用過程中必定會(huì)出現(xiàn)大量諧波，這會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)作帶來(lái)難題，特別是關(guān)于柔性交流輸電系統(tǒng)，因?yàn)槠浯嬖诶^電保護(hù)以及電網(wǎng)控制協(xié)調(diào)相關(guān)矛盾，所以關(guān)于其繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)務(wù)必要將相關(guān)電力電子元件所存在的諧波考慮進(jìn)去，尤其是在對(duì)應(yīng)直流線路間，會(huì)收到接線方法以及波速和柔性交流輸電體系等元件的影響，其行波信號(hào)是極不穩(wěn)定的，這也是未來(lái)電力電子元件運(yùn)用技術(shù)要充分處理的問題。

結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)構(gòu)建持續(xù)更新?lián)Q代可以說是電網(wǎng)體系發(fā)展的主要趨向，繼電保護(hù)裝置又屬于智能電網(wǎng)必須的技術(shù)，也是智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)作的關(guān)鍵。繼電保護(hù)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)存在于電網(wǎng)中的對(duì)應(yīng)故障，并且可以充分的進(jìn)行系統(tǒng)隔離，盡可能的避免故障參數(shù)的增大。繼電保護(hù)系統(tǒng)一定是要隨著智能電網(wǎng)技術(shù)更新而更新，這樣才能高效的適應(yīng)智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)作需求及要求。

參考文獻(xiàn)

[1]陳新，呂飛鵬，蔣科，郭亮，李運(yùn)坤.基于多代理技術(shù)的智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在線整定系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（18）.

[1]郝文斌，洪行旅.智能電網(wǎng)地區(qū)繼電保護(hù)定值整定系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（02）.

[3]熊小伏，陳星田，夏瑩，張榮海.面向智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)重構(gòu)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013（17）.

[4]李鋒，謝俊，蘭金波，夏玉裕，錢國(guó)明.智能變電站繼電保護(hù)配置的展望和探討[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2014（02）.