智能電網中的繼電保護技術

貴州電網公司都勻供電局 許明仕

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智能電網中的繼電保護技術

貴州電網公司都勻供電局 許明仕

【摘要】大數據時代來臨，電力作為現階段社會主要能源，將其智能化是必然要求。但是隨著智能網絡功能的增加，系統結構的復雜程度逐漸加深，為保證持續供電的穩定，繼電保護技術的優化格外重要。本文針對大數據時代下的智能電網中的繼電保護技術進行分析，從技術和策略兩方面作了討論，就信息數據的大量產生對繼電保護技術的影響與改進進行探究。

【關鍵詞】大數據；繼電保護；智能網絡

科技的發展讓我們的雙手更加解放，一個又一個新的發明讓我們的生活更加舒適，這些科技與發明的運轉都是來自能源——電力。促進電網智能化發展已經是國家對電力建設指定的主方向，將大數據手段運用到電力網絡中也是現階段需要攻克的難關。電網的智能化與復雜化對電網的安全有了更高的要求，這種安全不僅是對電網本身的，也是對用電客戶的。

1 大數據下的智能電網

大數據是在信息技術的基礎上新發展的一種數據處理方式的統稱，這些數據的特點有數量巨大、種類繁雜、來源廣泛等，處理方式使用高新技術做到對數據的迅速收集、整理、分析和決策處理。“大數據”的含義不僅是指數據的容量大和種類多，還涵蓋了相關的技術理論和程序設備。

我國對于智能電網的定義是：以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的信息、通信和控制技術，逐漸構建以自動化、計算機化、互動化為主要特征的統一的堅強的智能化電網［1］。

新時代的智能電網是依托于大數據建立的。大數據下的智能電網在使用時會不間斷地產生實時數據，這些數據信息會被智能設備手機處理，建立一個關于電網系統的數據庫。其中的數據被處理分析，繼而反饋給電網各部分的系統，從而對電路網絡進行實時監控，以便于在出現故障時，可以迅速做出正確反應，將波及范圍盡可能減小，使整個系統盡快恢復正常。

與傳統電網相比，大數據下的智能電網更側重于對運行產生的實時數據進行采集，其主要有數據量大、數據類型多、利用價值密度較低、數據處理速度快等特點［2］。

2 智能電網的繼電保護技術

2.1 技術原理

大數據下的繼電保護技術是在電路網絡中設置多個傳感器，通過這些傳感器監控電路網絡的運行，同時收集實時產生的數據信息，集中控制系統對這些數據做處理分析，完成對整個路網的監控。一旦發現某條支路出現問題，控制中心對該區域繼電保護裝置下達指令，可以通過切斷或轉換電路等措施盡量降低事故對整個網路系統的影響。

由于大數據技術的應用，繼電保護裝置不僅僅要能夠接收處理保護部分的實時信息，還要能夠對相關的網路的實時信息做出判斷。這對于信息共享技術的要求更高，以此為基礎才能確保在第一時間發現并排除故障的影響。繼電保護裝置的目的就是能夠在缺少認為參與的情況下，對故障區域自動檢測、隔離與自行恢復，提高供電網路的可靠性與穩定性。

2.2 主要技術

繼電保護是電路網絡中的安全保障設施的一部分，智能電網對其應用形式與作用方式都有了新的要求。智能電網將極大地改變傳統電力系統的形態，電子式互感器、數字化變電站技術、廣域測量技術、交直流靈活輸電及控制技術的大量應用，必然對電力系統繼電保護帶來影響［3］。

（1）廣域保護

廣域保護技術的目的是劃分智能電網的運行區域，在分區域的狀態中落實繼電保護，也就是在智能電網的“域”中實現繼電保護［4］。將系統控制的范圍擴大，提高各部分的檢測深度，較為精準的發現可能會出現的電路問題，加快問題處理的速度與能力。其作用主要體現在兩地方：1）自動控制，作用是控制整個電路網絡的運轉。在發現可能引起電路網絡不正常運轉的潛在問題時，可以在無人為參與的情況下，對故障區域進行干預，實施解決方案，確保了電網能夠及時糾正問題區域。2）繼電保護，就是自動控制所實施的系統自己產生的解決方案，一個有效的處理辦法影響著整個電路網絡的運行效率。繼電保護技術是最重要的關鍵技術，它與自動控制配合，能夠極大地保證在整個控制區域中落實繼電保護，確保廣域保護能夠滿足電路網絡的要求。

（2）系統重構

系統重構是繼電保護很重要的技術要求，它是區別于傳統繼電保護的主要特征。智能電網相較于以往的電路網絡，在網路內部應用了很多新的裝置和程序，既有的系統模式已經不能滿足支持這些行的應用，所以必須對只能網路進行系統重構。系統重構使得這個電路網絡從結構性能上發生了很多不同，是繼電保護能夠在智能網路運行的系統基礎，是賦予繼電保護在大數據技術下不斷更新的保證。比如，如果在電路網絡中的某一部分發生了問題，系統重構能夠保證電路網絡進行主動修復，自動適應整個網絡的運行要求，而不是向以往系統面對故障區域只會“滴滴”作響，必須在人工操作下才能排除故障。

3 繼電保護策略

新技術的應用為繼電保護技術提供了發展的空間和進化的可能，但是隨著功能的增加、系統結構的復雜程度逐漸加深，為保證新的繼電保護技術能夠繼續滿足在智能電網中的工作要求，我們的管理策略也需要跟上步伐，增加電路網絡的保護能力。尤其是在大數據時代下的繼電保護，需要不斷地發送好接收元件信息，根據此要求，我們提出幾種繼電保護技術的隱匿性策略。

3.1 及時處理實時數據

數據與信號的接收與判斷是繼電保護裝置發揮作用的保證，隨著裝置種類與個數的增加，隨著程序功能的增加，越來越多的數據信息會在短時間內產生，大量的信息滯留會導致系統的崩潰，降低智能電網的控制程度。所以，要保證繼電保護技術良好地發揮作用，需要改進數據處理手段。同時，由于信息交流、元件間的彼此聯系更加緊密，信息傳遞需要以同步交互的手段進行，以確保智能電網各個部分的同步性。

利用大數據技術處理電路網絡中的實時信息，是繼電保護技術的發展方向。高效的信息處理策略還可以提高效率，縮短反應時間，以便于達到精確控制、最優控制。

3.2 優化參數

把信息技術應用于實際操作需用把各種控制信息編成指令程序對裝置發出命令，這個過程我們可以稱之為“建模”。在建模設計中最重要的就是參數的選取，一個合理的控制變量可以將整個程序的復雜程度降低很多。在優化參數時我們需要做好詳細的調查和預測，根據可能出現的需求，綜合系統的配置，做到科學的規劃，盡量提高模型應對故障的反應能力，逐步實現繼電保護的智能化。

在大數據時代下技術的不斷更新，隨著智能網絡建設不斷產生的新的需求，因為系統運轉而可能發生變化的元件狀態，都是導致參數需要優化的原因。我們通過判斷裝置的工作狀態，優化建立的模型，以增強繼電保護技術對電路網絡的適應性。

4 總結

繼電保護技術在大數據下的電路網絡具有新時期的特點——功能范圍擴大、操作智能化等，但是給我們驚喜的同時也來的難題。未來依托于大數據的繼電保護技術會不斷完善，現在還有很多技術手段不夠完善，需要去探索。

參考文獻

［1］宋燕伶.智能電網中繼電保護技術的應用探究.中國新技術新產品［J］.2012（20）﹕109-110.

［2］李楊.智能電網大數據處理技術應用現狀及困境探討.硅谷［J］. 2014（14）﹕91-91.

［3］賀方.智能電網建設中的繼電保護技術應用研究.中國新技術新產品［J］.2013（14）﹕137-138.

［4］劉國平.地區電網繼電保護在線整定與評估預警方法研究［Z］.2013.華北電力大學［J］華北電力大學.