智能電網繼電保護構成的關鍵技術分析

摘要：繼電保護作為保障電網安全運行的第一道方向，需要積極地適應電網的變革。文章介紹了我國智能電網建設的特殊問題，進而分析了特高壓輸電、電子器件滲透和網絡拓撲異變對繼電保護所造成的影響，指出了繼電保護構成的幾個關鍵技術以及研究繼電保護技術的重要意義，同時對繼電保護技術的發展趨勢進行了闡述。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；關鍵技術；電網運行；特高壓輸電 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）15-0148-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.077

智能電網的提出和發展是21世紀的新舉措，是應對當前的能源和環境危機的一大措施。在我國，由于社會各行業的發展帶來的是用電量需求的大幅度增加，這種背景下傳統電網已經難以滿足社會發展的需求，集各種高精尖技術于一身的智能電網得以快速發展建設起來并成為未來電力行業發展的主流方向。可以說智能電網的建設對我國電力系統的發電、輸電、配電、用電各個環節都造成了很大的影響，但同時也給繼電保護帶來了新的挑戰，對此我們應當積極地利用新技術對繼電保護進行變革以適應智能電網的建設。

1 繼電保護技術在智能電網中的應用

近年來在政府的支持下和政策的鼓勵下，智能電網得到了前所未有的發展，其在大規模新能源并網、超特高壓輸電以及智能配電方面表現得最為明顯，很大程度上緩解了社會上的用電壓力。我們不能否認的是，我國的智能電網雖然發展迅速，但是仍舊處于起步階段，離理想智能電網仍有著較大的差距，智能電網的建設面臨著不少的困境。

1.1 我國智能電網建設面臨的困境

我國的電力需求和電力供應呈現兩極化特點，這可以說是我國進行智能電網建設所面臨的最大困境。其中我國的能源主要分布于西部和北部地區，但是電力供應最為緊張的是東部和南部地區，能源供應和能源需求之間的長遠距離決定了我們需要通過超特高壓來進行輸電，從而實現資源的優化配置。但是超特高壓輸電技術固然能夠緩解東部和南部地區的用電壓力，可是輸電過程中的安全問題也愈加的突出。一般而言，電力系統越龐大，其安全事故發生的概率也就越高，近幾年的數次大停電事故證明了其中的危險性。而繼電保護作為保障電力系統正常運行的第一道防線，其好壞與否對于能否安全、穩定的輸電有著決定性的影響。因此，加大對繼電保護技術的研究力度具有普遍的現實意義。

1.2 繼電保護技術在智能電網中的具體應用

為了保證電力系統的安全運行，只能盡可能地提高安全維護技術，保證電力系統的穩定性。繼電保護作為維護電力系統安全的主要手段，在電力系統發生故障時能夠及時地隔離故障，防止故障的影響范圍擴大，避免造成大范圍停電事故的發生，同時將故障信息傳送至監控中心，如此一來，工作人員就能夠及時地趕到故障發生地區解除故障，將電力設施的損失降到最低。可以說，建設智能電網并不是單獨地進行智能電網系統，而是智能電網系統和繼電保護同時建設，在建設智能電網系統的同時對電流保護、距離保護的原理做出及時的修整，從而保證定值的靈活性和適應性，例如對輸電線路容量的調整、對溫度變化的調整、對電壓的調整、對輸入電流的調整等。在實際的運行中采用人工智能技術，有助于處理更多復雜的非線性問題，進一步推動繼電保護技術的發展，促進繼電保護系統能夠更好地適應于調節電力系統中出現的各種變化。

2 智能電網中的繼電保護技術

2.1 智能電網繼電保護構成

目前，智能電網在計算機技術、網絡技術、遙感技術的基礎上結合傳統電網的優點有效地實現了對發電、輸電、配電、用電環節的控制，保證了通信、安全與測量的一體化，同時也促進了繼電保護技術的發展，使得繼電保護裝置無論是在反應速度上還是可靠性上都有了很大的提高。就目前而言，繼電保護主要通過遙感技術和網絡技術來實現對電網系統內部的實時監控，及時地對收集信息進行整理和分析，然后將分析結果通過網絡輸送到控制中心，由控制中心給予及時地解決。此外，智能電網繼電保護并不是僅僅針對保護對象進行保護，還可以在保護對象之外發聯跳命令，對智能電網故障進行自動修復，即使與電網設備相關聯的裝置出現問題，繼電保護也能夠有效地對其進行隔離，從而保證智能電網系統的安全穩定運行。

2.2 智能電網繼電保護核心技術

具體來說，智能電網繼電保護核心技術主要有以下四個：一是廣域保護技術。即將電力系統中的子集看作是電力系統運行的最小單位，在一定范圍內進行繼電保護信息的收集與分析，從而迅速地找出故障原因并及時的處理。廣域保護技術的主要作用是從根本上解決了傳統繼電保護整定配合復雜的難題，提高了繼電保護的適應能力；二是保護系統重構技術。指的是繼電保護裝置本身要具有一定能力的自動重構和自我診斷能力，未來繼電保護裝置設置可以在本身裝置出現問題無法運作時能夠自動地去尋找合適的替代元件，從而恢復期繼電保護的功能；三是智能技術。在智能電網的建設過程中本身就已經采用了部分智能技術作為支撐，這也促使繼電保護技術必須采用智能技術來收集智能電網系統信息，以便提高更加準確的運行信息。

3 智能電網繼電保護技術的發展趨勢

3.1 網絡化

網絡可以說是目前將各種信息連接起來的最有效手段，智能電網繼電保護技術在智能電網朝著數字化方向發展的今天將繼電保護信號與互聯網連接起來是必要的。因為智能電網時代的繼電保護裝置本身就是一種智能終端，其對電網系統中的信息收集是自動的，然后通過網絡將信息輸送到控制中心，由控制中心給予解決，這可以說是一種另類的資源共享。

3.2 廣域化

繼電保護技術的信息化是隨著智能電網信息化發展而發展的，目前這已經成為了控制電力系統的關鍵所在。雖然說信息化并不是為繼電保護技術服務的，但是我們可以通過繼電保護技術的信息化來獲得廣域的信息，為控制中心做出決策提供重要依據。這有助于提高后備保護，安全自動裝置的性能。

3.3 靈活化

相比于傳統電網來說，智能電網有著很多的優點，其中一個重要的優點就是輸電效率的大幅度提高。繼電保護控制方式不僅快捷而且靈活。智能電網中所采用的靜止無功補償、可控串聯補償、電能質量控制、潮流控制器等裝置與技術，都使得繼電保護能夠更加的靈活運行，為電力系統提供強有力的穩定保障。

4 結語

綜上所述，筆者認為在智能電網時代，繼電保護裝置仍舊具有不可替代的作用，是電網系統安全運行的主要保障，對此我們需要加以重視，緊跟時代發展的腳步對繼電保護進行研究。使得繼電保護裝置能夠實時地反映智能電網系統中各個元件的運行狀況，及時地發現電力故障狀況并自動將故障部分與其他部分隔離，從而防止嚴重停電事故的出現，進一步保證電力系統的安全性和穩定性。

參考文獻

[1] 薛迎才.論電力系統中智能電網繼電保護技術的構建[J].科技與企業，2014，（14）.

[2] 楊紅.探析繼電保護技術在智能電網中的應用[J].電子世界，2013，（8）.

[3] 蔡磊.基于智能電網的繼電保護核心技術探析[J].科技創新與應用，2014，（32）.

[4] 王增平，姜憲國，張執超，張晉芳，劉國平.智能電網環境下的繼電保護[J].電力系統保護與控制，2013，（2）.

作者簡介：郭新杰（1974-），男，河南項城人，國網河南省電力公司調度控制中心工程師，碩士，研究方向：繼電保護整定計算和管理。

（責任編輯：蔣建華）endprint