智能電網繼電保護整定技術研究

李強+齊文雷

摘要：電網智能繼電保護降低了電力系統運行風險性，同時在保護能力上也有明顯提升。本文從智能電網繼電保護功能與結構層面展開探討，幫助明確實現自動化繼電保護功能的硬件與軟件結構，在此基礎上重點研究實現智能繼電保護的整定計算技術，分析出技術功能實現中需要達到的電網運行環境標準。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；整定計算

一、智能電網繼電保護功能與結構

1、智能電網繼電保護功能

智能保護系統就有在線信息接收、傳輸功能，隨著智能電網運行使用會產生大量的參數信息，保護系統能夠捕捉這部分參數信息變化，實時傳輸到控制系統，通過參數分析來判斷系統運行狀態中是否受到干擾因素影響。當電網受到電流干擾后可以在短時間將用電設備斷開連接，以免電流過高造成設備損壞。智能保護系統是建立在局域網絡基礎上的，因此能夠實現信息共享與數據庫自動化更新，大幅度減輕了技術人員的維護工作任務量，通過對現場數據監測來達到監管控制效果，電網運行異常也能及時發出警報，提醒工作人員快速采取防護措施，維護電網的運行使用安全性。智能繼電保護裝置安裝在電網的不同位置區域，實現全面監管控制，任何一個部分出現質量安全隱患問題都能通過這種方法來強化處理。

2、智能繼電保護系統結構組成

結構組成主要分為硬件與軟件兩部分，其中硬件部分由繼電保護裝置、傳輸線路、控制板組成，各個繼電保護裝置部分均有獨立的保護開關來控制，對于使用中可能會發生問題的電網部分會強化保護裝置，確保在功能上達到最佳效果。軟件部分組成比較復雜，需要建立起各個硬件模塊的連接，主要由控制系統接口、狀態估計系統、模型建立模擬系統、定值管理、整定計算部分組成。運行中所搜集到的電網運行數據會逐次通過這些系統，經過一系列的對比分析了解電網故障發生具體情況，軟件也可以根據數據對比結果來發出相關控制指令，幫助提升系統的運行使用安全性。軟件與硬件結構在組成形式上是相互對應的，當發現設計方案與實際情況之間存在沖突矛盾時，改變結構組成形式能夠達到優化效果。

二、智能電網繼電保護整定基礎

1、軟件功能優化設計

對智能電網繼電保護裝置進行整合設計中，要建立在軟件功能優化基礎上，軟件運行中各個接口部分分別負責不同的電網功能區域，需要傳輸信息數據時接口會導通，為信息通過創造一個傳輸通道。接口設計要遵從最短路徑標準，所選擇的路徑符合接口處最短路徑設計標準，接口處達到指定的功能區域路線均為最優化路線，確保信息傳輸速度都能夠滿足故障診斷需求。智能電網運行使用中所面對的問題比較復雜，不僅要考慮內部功能隱患，也要綜合環境因素，考慮不同環境因素可能會引發的電網故障，將其輸入到智能數據庫中，從而達到實時在線監管的效果。

2、狀態估計判斷

電網不同狀態下運行參數也存在很大差異性，因此開展智能保護系統設計前，需要建立一個完善的狀態評估判斷體系，并觀察是否存在影響安全性的因素，根據不同狀態判斷結果來進行電網安全保護。電網運行與斷開狀態下所產生的參數存在很大差異性，繼電保護前需要觀察電網的運行狀態，通過這種方法來幫助提升最終控制使用穩定性，對參數的控制調整也能與實際情況保持一致。

三、智能電網繼電保護整定技術實現

1、軟件控制模型建立

根據開展繼電保護區域的電網實際情況展開研究，建立一個軟件控制模型。結合實際使用功能對模型部分進行設計，當發現控制模型中存在不合理的部分時，可以通過調整軟件模型來達到最佳設計效果，為接下來硬件繼電保護裝置功能實現創造一個有利的基礎環境。模型建立需要確定數據庫中所包含的信息，對控制系統進行保護復雜區域劃分，即使電網的區域較大在此安全控制作用下也能得到完善解決。模型建立后需要進行模擬實驗，根據實驗結果有針對性的展開優化，為管理控制任務開展創造一個有利的基礎環境，具體位置確定可以結合建模結果來進行，以便節省安裝時間

2、繼電保護裝置安裝位置確定

根據電網的總面積計算出所需要安裝的繼電保護裝置數量，相鄰區域做好繼電保護裝置負責區域劃分，以免后期運行中出現功能干擾問題。智能化體現在自動數據監測層面上，繼電保護裝置安裝不僅要考慮探測裝置對數據的檢測，還應該考慮對用電裝置的阻斷能力，檢測發現參數信息變化后，確保繼電保護裝置能夠快速阻斷電流通過，以免繼續通電造成用電裝置損壞。整定技術實現需要建立起基層繼電保護裝置網絡，各個裝置之間可以共同配合更加高效的完成檢測任務。繼電保護裝置安裝位置確定是開展整定計算不可缺少的基礎部分，需要進行強化研究。

3、智能繼電保護整定計算

保護裝置運行使用應從整定計算層面來開展，當電網發生運行故障時，通過整定計算可以將其中某一部分切除，在不影響電網整體運行功能實現的前提下，對故障發生區域進行處理，從而達到電網運行安全性保護的效果。原理和裝置結合的整定方案為： 先對線路保護和主變壓器保護進行原理級保護定值的整定，采用與原理保護關聯的方式對其他元件保護進行面向保護裝置的裝置級整定。原理級整定計算包括相間距離保護、接地距離保護、零序電流保護、變壓器復合電壓閉鎖過電流保護。當電網規模較大時，所開展的整定計算需要分層分區域進行，節省故障發生區域判斷所用時間，首先進行主要線路故障整定分析，在此基礎上進行各個枝干線路的整定計算，判斷準確的位置發生區域，對其進行隔離處理。在智能繼電保護系統中，已經實現了仿專家整定計算，模擬出專家整定計算過程，對線路的保護控制更加人性化，解決故障問題的同時也能保護電網運行功能正常實現，不會受故障檢修影響。

結語：

綜上所述所提出的智能電網繼電保護在線整定系統中，包括硬件、軟件結構及實現功能，并研究了繼電保護軟件系統的接口、電網統一建模、狀態估計和整定計算等關鍵技術。這些技術能夠很好地解決實時數據獲取的接口、設備建模及正確判斷運行狀態等問題，為智能電網繼電保護在線整定系統的開發應用提供了很好的技術支持，提高了調度決策水平和整定計算水平，對保證電網安全運行有積極意義。

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