智能電網環境下繼電保護的構成與技術發展

陳朵朵　夏華東

摘 要：隨著時代的進步和社會經濟的發展，我國電力系統發展迅速，電網日趨復雜，并且電力系統中電壓等級也在不斷提升。現代化的智能電網，要在以前的基礎上，提升繼電保護系統的可靠性和靈活性。文章簡要分析了智能電網環境下繼電保護的構成與技術發展，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；技術發展

在科學技術不斷發展的今天，電力技術日趨成熟，電力市場開始了大力的改革，電力環境日趨復雜，在這種情況下，就出現了智能電網。我國在近些年來全面規劃了智能電網的發展，將先進的通信、信息和控制技術加以利用，建設成智能電網需要具備較高的信息化、數字化和自動化水平。電力系統繼電保護主要是對電力系統故障和危及安全運行的異常工況進行研究，以便采取相應的措施，促使電網的安全運行得到保證。智能電網將會對傳統電力系統的形態產生較大的改變，大量應用先進技術，也會在一定程度上影響到繼電保護。

1 智能電網的特點

具體來講，在智能電網中，非常重要的基礎就是信息化技術，它可以有效集成實時和非實時的信息，可以共享和利用相關資源。數字化技術的應用，可以促使智能電網得到實現，定量定向的描述電網的結構、特征和形態，以便更加高效和精確的采集和運輸電網信息。對于堅強電網來講，非常重要的一種實現手段就是智能電網的自動化，主要是將現代化的自動控制策略加以應用，以便促使智能電網在運行控制中的自動化水平等級得到實現，這樣公司的管理水平也可以得到有效提高。智能電網的互動化指的是可以有效的互動和協調電網、電源和用戶三者之間的關系。綜合起來，智能電網具有較高的堅強可靠性、經濟高效智能化并且友好互動。

2 智能電網中繼電保護的構成

在電力系統中，非常重要的一項技術就是繼電保護，它在電力系統控制和測量中都有所參與。在智能電網的應用過程中，首先借助于各類傳感器來全方位的監控電力系統中的輸電和供電等主要設備，然后借助于可行的通道來向電力網路系統中傳遞監控所得的信息，進行整理和分類，最后分析整理分類好的數據，并且結合設備的具體運行情況，來遠程的調整設備。此外，一個保護裝置不僅僅需要對保護設備的各種信息進行采集，還需要對與保護設備相聯合的其他設備的信息進行掌握，以便在沒有人工關注的情況下，可以最大限度的降低系統的故障。因此，繼電保護在智能電網中，不僅可以跳保護設備，還可以將連跳命令發給保護設備的各個關聯節點。

3 智能電網對繼電保護的影響分析

通過調查研究發現，電力系統的智能電網通常將網狀結構給應用過來，相較于以往電網中采用的簡單環網結構，有著較大的差異。但是，如果將單一的保護裝置應用到復雜的網狀結構中，還是會有一些不足，如只有較少的信息、整定難度較大等，會在較大程度上影響到繼電保護技術的應用。在電力系統中，非常重要的一個保障就是繼電保護，對于智能電網來講，不能采用傳統的方法來設計和配置繼電保護。

一是數字化：如今，數字化是智能電網的最大特點，首先是將各種數字接口和電子互感器加以應用，促使測量手段的數字化得到實現；其次是將傳統的狀態量電纜傳輸和模擬量的電纜傳輸發展為光纖網絡數字傳輸，促使信息傳輸數字化得到實現。電子互感器具有較小的體積和較高的絕緣性能，并且將光電轉換的測量原理給應用過來，提供給繼電保護的傳輸頻帶和暫態性能都比較好，對于傳統電容式電壓互感器和電磁式互感器的測量誤差，也可以得到有效的消除。因此，在發展繼電保護的過程中，就需要對繼電保護的輔助功能進行簡化，并且將數字化的傳感器利用過來，促使繼電保護的成效性得到最大程度的提升。

二是網絡化：智能技術不斷飛速發展的今天，也會在較大程度上改變繼電保護操作人員的工作方式，特別是構建了信息平臺，對于智能電網的網絡化發展，會起到一定的促進作用。在這種情況下，繼電保護技術的網絡化程度也需要進一步的提升。在新的數字化變電站中，改變了傳統繼電保護信息獲取和信號發送的媒介，通過網絡共享站內其他相關電氣元件的信息來實現主保護性能提升的目的，借助于共享控制信號，可以有效簡化網絡繼電保護裝置。

三是廣域化：如今智能電網的建設速度在不斷的提升，電網系統就會有越來越大的壓力，并且容易出現故障。針對這種情況，就可以將廣域測量技術加以應用，進行后備的保護服務，這樣整個保護裝置的性能就可以得到提升，促使電力系統更加安全穩定的運行。

四是輸電靈活化：在快速建設智能電網的過程中，電網系統將會有越來越大的壓力，對于智能電網來講，非常重要的一個特點就是提升了輸電效率，采取靈活的控制手段。智能電網中，必然會將大量的交流靈活輸電技術加以應用，如可控串聯補償裝置、靜止無功補償裝置以及電能質量控制裝置等。另外，我國電網的一個重要特征就是交直流混合輸電，那么電網中就需要比較多的非線性可控電力元件。相較于傳統電力系統，智能電網廣泛應用了電力電子器件，具有較大的差異，電網暫態過程比較的復雜，并且電網運行方式靈活控制，導致比較多變，那么對于繼電保護裝置來講，是一個非常大的問題。

4 繼電保護的相關問題

一是對繼電保護配置形態進行影響：智能電網的網絡化程度較高，會對繼電保護裝置形態不斷的改變，結合數字化的電站，將會對繼電保護信息獲取和信息發送媒介進行改變，并且將現代化網絡的資源共享性給利用起來，對站內的相關電器元件信息進行獲取，提升了相關的性能，共享控制信號網絡簡化了繼電保護裝置，那么在下一個階段就需要對其深入的研究。

二是數字化對繼電保護性能的影響：數字化的實現，可以促使互感器的傳輸性能得到提升，互感器發生故障的頻率得到減少，對于繼電保護裝置來講，對于電流互感器的飽和與二次回路的相關因素影響可以進行取消。電氣量的信息傳輸，真實性較高，可以有效提升繼電保護裝置的性能。對智能電網中繼電保護的附加功能進行簡化，將現代化的數字手段給利用起來，也可以提升繼電保護的整體性能。

三是提升安全自動裝置的性能：在我國電力系統的防御和經濟緊急控制方面，智能電網將廣域的信息量給提供了出來，將現在已經形成的網絡給利用起來，促使敏感性較弱的保護裝備和安全自動裝置性能進行提高，結合如今成熟的保護安全的自動裝置原則，來診斷分析系統，避免出現突然停電等事故。

5 結束語

通過上文的敘述分析可以得知，隨著科學技術的不斷革新，將會有越來越多的先進技術給應用到電力系統中。繼電保護是智能電網中非常重要的一個組成部分，加強電網的建設，將會在較大程度上影響到智能電網。對于相關的工作人員來講，需要深入的了解和把握智能電網中繼電保護的核心內容，推動智能電網獲得更好的發展。

參考文獻

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