基于智能電網的繼電保護技術探討

張媛+惠蓓

摘 要：隨著電力技術的不斷發展和電力環境的變化，智能電網應運而生。簡要分析了智能電網的特點及其優勢，著重探討了智能電網背景下繼電保護的新特點，以期為電力相關行業的工作提供參考。

關鍵詞：智能電網；繼電保護技術；電能質量；運行成本

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.145

2009年，我國提出了建設智能電網的戰略計劃，全面建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，以信息化、自動化和交互化為特征的堅強電網。智能電網的建設給我國電力系統發、輸、配、用各個環節的工作帶來了巨大的挑戰。

1 智能電網的概念和優勢

智能電網是以物理電網為基礎發展起來的，它結合先進的傳感測量技術、嵌入式自主處理技術等建成高速雙向集成通信網絡，實現了電網內各類信息高效、準確的傳輸和采集，有效提高了電網的傳輸能力，保證了供電的可靠性和安全性，而且優勢也比傳統電網明顯。

智能電網的優勢是：①智能電網采用新技術實時監測電網動態，使得各電力節點的電力運行單位和工作人員可以靈活、有效地調動電力能源。在負荷高峰期，持續、穩定滿負荷運行能夠實現發、輸、配、用電的最優匹配，從而提高電網的運行效率及其穩定性。②智能電網擁有強大的預警系統和故障預判能力，能夠及時、有效地降低電網故障發生的概率，縮小故障范圍。即使在電網發生大擾動的狀況下，仍能保持相對穩定的供電能力，不至于整個電網崩潰。③智能電網為分布式能源合理、穩定并入電網提供了有力的技術保障，推動了新能源技術的發展，實現了綠色能源的持續、有效利用。④全面提升電網自動化水平，提高運維人員的生產管理水平，實現電源點、電網構架、負荷點的相互協調，不僅能夠保證電網架構的經濟性、高效性、開放性和透明性，還能夠降低運行成本，提高能源整合的配置效率。⑤對于終端用戶，運用智能電網能夠顯著提高電能質量，滿足用戶的多樣化需求。

2 智能電網對繼電保護的特點

智能電網規模的不斷擴大使得其接線方式和運行方式更加復雜。在這樣的背景下，傳統的繼電保護模式已經不能滿足使用要求，因此，應采用智能電網的新型繼電保護技術。智能電網繼電保護結構如圖1所示。在智能電網中，智能化監控系統能實時監測電網的各個節點，并分析采集到的數據，不斷調整各裝置的保護定值。根據當前運行狀況不斷調整保護裝置，能夠提高整個電網的故障診斷能力和自我修復能力。

2.1 數字化

數字化主要體現在兩個方面：①大量使用電子式互感器，提高了互感器在復雜電網下的暫態性能，實時采集電網中的數據信息，實現了測量的數字化。②傳統電廠使用電纜完成模擬量和開關量的信息傳輸，如今采用光纖傳輸數字信號，大大簡化了二次接線步驟，減少了投資，實現了信息傳輸的數字化。采用數字化手段采集的信息真實、準確、時效性高，為工作人員判斷電網故障奠定了堅實的基礎。

2.2 網絡化

常規電廠的電氣控制系統通過構架DCS和NCS監控系統已經不能滿足智能化和信息化的要求。智能電網運行主要采用的是IEC61850標準。運用該標準可以實現所有二次保護設備通信規約的統一，為電力系統建立統一、標準的信息模型，實現信息共享，不斷擴大保護接口范圍，確保其快速、準確。

2.3 廣域化

結合智能電網的特點，所采集的信息除了保護對象外，還需要采集電力網絡中各個關聯節點的信息。隨著電力網絡信息化進程的加快，繼電保護專用信息網也建成，多節點信息的采集可以降低繼電保護裝置對保護定值的依賴，顯著提高電網對系統振蕩、過負荷等復雜工況的應對能力。

2.4 輸電靈活化

應用新技術后，智能電網體現出了其獨特的性能。由于接入了具有顯著間歇性特點的新能源和分布式系統，為電網提供了更多的無功。另外，智能電網中使用了大量可控串聯補償裝置、電量控制裝置等交流靈活的輸電技術。由我國目前大量交直流輸電、特高壓電網的發展情況可知，發生故障時，諧波分量逐漸增大，非周期分量衰減緩慢，線路參數不平衡都會影響繼電保護的進行。

3 結束語

智能電網是電力行業的一次深刻變革，也是電力網絡發展的必然需求。隨著智能電網的不斷推進和研究的不斷深入，繼電保護的觀念、目標、實踐內容也在改變，以適應智能電網的發展，為其安全、穩定運行保駕護航。

參考文獻

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[2]江盈文.智能電網繼電保護技術研究[J].農業科技與裝備，2014（6）：49-54.

〔編輯：白潔〕