智能電網繼電保護技術研究

王小良

摘 要：本文主要通過闡述智能電網含義，以說明當前智能電網時代背景下繼電保護技術的發展趨勢，并就智能電網下繼電保護技術予以分析，以供業內人士交流探討之用。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；技術；研究

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

隨著我國經濟的不斷發展，其對于電力能源的需求也在逐步擴大，針對此情況，國家電網適時提出看建設智能電網的戰略計劃。基于此研究背景，本文主要結合當前我國智能電網發展情勢，詳細探討了智能電網時代下繼電保護技術及其建設新要求。

一、智能電網概述

（一）智能電網的含義

智能電網又被稱之為“電網2.0”，指的是電網的智能化。智能電網的建立前提是通信網絡實現了雙向的集成與高速，且得到了較為先進的各方面技術（如，先進的設備技術、控制方法、決策支持系統以及傳感與測量技術等）作為支撐。之所以建立智能電網，其目的是為了提高電網的可靠性與安全性；同時，以此來實現經濟效益與環境效益的和諧統一。與普通的電網相比，智能電網具有無可比擬的優勢。一般而言，智能電網的優勢主要包括自愈、穩定、經濟、兼容、集成以及優化等。除此之外，智能電網能夠形成一個智能化的電網互動網絡，從而實現了電網公司與用電用戶與用電用戶之間的實時連接與溝通。

（二）智能電網的特征

一般而言，智能電網具有三個特征，即能夠實現雙向數據聯通、分布著大量的傳感器以及能源的可拓展性。雙向數據聯通的實現，不僅能夠為供電公司提供一個智能分析電網性能及相關信息的工具，而且也能夠實現供電公司與用電用戶的實時雙向互動。大量傳感器的分布，不僅能夠為電網中的關鍵設備與關鍵環節提供故障診斷的實時數據，而且還能夠實現電網的動態化管理，從而提高了電網的穩定性與可靠性。能源的可拓展性，不僅能夠使得能源的智能化與分布式管理得以實現，而且還有利于綠色能源使用效率的提高。

二、淺談智能電網下的繼電保護技術及其發展趨勢

所謂繼電保護，顧名思義，意指為預防電網及其相關設施設備出現系統故障和危及安全運行的異常工況，而提供檢測保護的一種技術措施。隨著信息網絡科學技術的進步及電力事業的發展，信息科學技術及網絡技術開始廣泛應用于繼電保護技術中，三者逐步融合，成為一種集成化、智能化的新技術。與此同時，依托于智能保護技術的快速發展，以及于各領域中的延伸應用，智能電網的繼電保護技術的應用和實踐也開始成為可能。現階段，我國電網明顯呈現出保護、控制、測量及數據通信一體化的發展趨勢。

（一）智能電網繼電保護的構成

由于智能電網的發電與供電形式都和傳統的電網有很大的區別，從而使得其繼電保護也和傳統的電網有很大的不同。加之，智能電網本身所具備的智能化特點。因此，在智能電網中，對繼電保護提出了更高層次的要求。與此同時，智能電網的大力發展和廣泛應用也促進了信息技術、網絡技術等先進技術在電力領域中的應用。智能電網中的繼電保護是通過傳感器來對各種電網中的設備（如，發電設備、配電設備、供電設備以及輸電設備等）進行實時監控，然后再借助網絡技術將所獲得的數據進行整理和分析。在智能電網下的繼電保護技術，其作用在于能夠準確的識別出電網出現的故障，并能迅速將故障隔離開來的同時在無人工干預的前提下自我進行修復，從而避免了大面積停電情況的發生，進而提高了電網的可靠性和穩定性。

（二）智能電網下繼電保護的新要求

智能電網時代背景下繼電保護技術的發展需依托于智能電網技術，故而兩者應當相輔相成，相互促進。一方面，介于智能電網自身的一些特性，無疑為當前幾點保護技術的應用和發展提出了更高要求。具體分析而言，智能電網由海量傳感器構成，這些傳感器對智能電網運營過程實行實時監控，并將數據傳輸至智能電網管理系統，由此實現電網的智能化管理。故而，智能電網下繼電保護技術應當注重對傳感器繼電保護，而這也是當前智能電網下繼電保護的新要求之一。另一方面，智能電網具有自愈性特性，且電網為國家基礎設施建設的重要組成部分，由此，智能電網下繼電保護的新要求中不僅要求智能電網繼電保護裝置需具有故障診斷和自我修復功能，還需具有快速自我隔離的性能，以便于阻斷電力故障之后大規模停電等不良事件的發生。

三、智能電網下繼電保護技術分析

（一）IRIG-B碼對時技術

IRIG-B時間編碼對時技術是一種基于GPS的對時方式。實質上，基于GPS的對時方式還包含串行口對時方式及脈沖對時方式，雖然這兩種形式優勢顯著，各具特色，但是卻難以滿足當前智能電網發展的需求。IRIG-B碼對時技術融合了上述兩者的優點，彌補了各自缺陷。不僅精度高，且具有精準的對時方式。IRIG-B碼對時技術同傳統對時方式有異，不需進行現場總線的通信報文對時，也不需依托要GPS輸出大量脈沖節點信號作為對時實現基礎。整體而言，該種技術應用方便且精度高，而目前IRIG-B碼對時技術也已經成為了國家電網優先選用的對時實現方式。

（二）電網自愈技術

由上文可知，自愈性為智能電網的特性之一，它可以通過自行隔離系統中的某個元件以阻斷大規模停電等惡性事件的發生，并在不進行人為干預或者是人為干預較少的情況下短時間之內恢復電力系統運行能力，最大限度的降低電力故障而造成的經濟損失。從中可知電網自愈技術中所具有的經濟效益和安全性特征。對于未來的智能電網的建設和發展而言，智能電網所具有的自愈性特征顯然會對繼電保護技術的靈敏性及選擇性提出更高要求，而這則需當前不斷對傳統的繼電保護配置方法予以創新。同時，智能電網的深入研究及應用范圍延伸均為繼電保護技術的發展帶來新的機遇和挑戰，如：新型傳感器技術，該種技術于繼電保護系統中的應用，不僅會將電力故障數據采集過程便捷化，還可簡化繼電保護的數據計算。

（三） 繼電保護技術的精細化

繼電保護技術同智能電網之間的關系為相輔相成和相互促進，而隨著智能電網技術的發展，繼電保護技術也將會趨于精細化方向發展，這無疑對電力企業相關部門的運營和管理工作提出了更高要求。對于電力企業而言，只有嚴格繼電保護技術的操作規范，規范化管理制度，強化后期檢修工作，方可實現繼電保護技術的精細化應用和管理。

（四）繼電保護技術的數字化、信息化

近些年來，數字化變電站技術開始廣泛應用于智能電網中，并由此提高了電力系統的經濟效益，使電力系統維護更為簡便，與此同時，也促使繼電保護技術與網絡技術及信息技術之間的銜接更為緊密，其網絡化處理能力及信息處理能力也由此得以不斷提高。可見，繼電保護技術的數字化和信息化于日后將會成為我國繼電保護技術領域的又一重要研究課題。

結語

綜上所述，智能電網時代繼電保護技術的發展已經成為時代之需，為一種必然發展趨勢。只有協同整合兩者之間的發展，強化繼電保護裝置運行的靈敏性及可靠性，方可保障智能電網下繼電保護技術的安全應用和穩定運行。

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