試論智能電網環境下的繼電保護

廖仕源

摘 要：隨著我國科技的進步，人們對電器的使用越來越多，給我們的生活帶來了諸多便利。但也對電力系統的容量、壓力等方面提出了更高的要求，繼電保護技術對于智能電網建設十分重要，并逐步成為電力系統中重要的組成部分。

關鍵詞：智能電網；繼電保護；發展

目前，隨著我國經濟的發展，使得電網運行方式、接線等方面都有所改變。例如電網交錯接線，會對保護定制產生巨大的影響，特別是在智能電網環境下，系統更為復雜，所以，重視對繼電保護技術的研究，會對智能電網產生積極的影響。

一、智能電網結構分析

在傳統電網系統模式中，常見的電網結構包括環形線路、星型線路以及總線型線路等，下圖為等效模型。

這種模型結構運行簡單，每個電源的流向屬于單向形式，因此方便實現電流保護等，也是目前廣為人知的電網結構。對于智能電網來說，網狀結構即可為用戶點，也可為電源點，而且電流流向也是雙向。除此之外，分布式電源也是其中的一點，能夠分理處系統，從而自成一個獨立的微網。等效圖如下：

在實際中，智能電網環境下的結構模型運行時具備不確定性，會使運行期間的阻抗出現多元化，很難對傳統的過流保護進行鑒定，不能形成單獨保護。針對于此，要找到有效的保護方案，使之在運行時不受變化的影響。

二、繼電保護中面臨的問題

在智能電網環境下，繼電保護是第一道防線，能夠保護電網安全運行，但也面臨著一些問題：

（一）大電網對繼電保護要求較高

在實際中，智能電網的特征主要表現為特高壓大電網，會對繼電保護產生一定的影響。例如，如果特高壓大電網出現故障，除了會出現大量的諧波，而且衰減速度比較緩慢，會對保護動作的可靠性造成一定的影響；電壓傳感器在特定條件下，傳變性會迅速下降，一旦出現故障就會造成誤動作的現象發生；對特高壓大電網線路來說，分布電容會對參數保護造成負面影響。

（二）電子設備影響故障電流

在智能電網環境下，電子設備數量持續增加，這會使電流分布出現變化。例如，FACTS元件的位置會對參數調整發生變化，會對電網短路電流分布造成影響；保護問題仍然非常明顯，會使直流系統出現故障。

（三）網絡拓撲的多變，進一步縮減了保護生存環境

以目前主保護來看，雖然正在逐步完善，但受到網絡拓撲的干擾，會給后備保護造成不小的影響。為了保證其可靠性，要按照既定的配置進行鑒定。傳統的后備保護，通過本地信息構成功能模式，在處理網絡拓撲多變問題時，很難取得良好效果。對目前的停電事故進行分析可知，由于后備保護的限制條件，會造成系統快速崩潰。也就是說，整定配合十分復雜，具備長時間的動作現象，不滿滿足系統運行中的切除時間，會威脅到電網的安全運行；受到網絡拓撲多變的影響，不能跟蹤模式變化，在保護方面，選擇性、靈敏度等不能進行兼顧；此外，對于故障與切除故障后造成的負荷過載難以區分，這會造成連鎖跳閘故障的發生。

三、智能電網環境下的繼電保護措施

通過上文對繼電保護中存在的問題進行分析，筆者根據多年工作經驗總結出以下幾點措施：

（一）結構優化整合

通過傳感器設備，對輸配電運行情況進行監控，將所采集的信息通過網絡系統進行優化整合，通過對數據進行比對，能夠對保護功能進行遠程監控。對于繼電保護設備來說，不僅需要采集保護對象的運行數據，還要采集運行設備的參數，通過應用此方式，能夠甄別故障原因，確保在無外界因素干擾的前提下及時排除故障；除此之外，還要能夠立即回復系統，防止出現大面積停電的現象。通過監控系統對保護對象進行分析，及時調節保護定值，使其滿足動態變化，實現保護措施。

（二）應用通信技術

要確保繼電保護的有效落實，需要建立完整的通信系統，這也是當前建設智能電網的基礎。智能電網利用高速通信系統進行自我監測，在繼電保護時，利用此方法能夠檢測干擾，并對信號進行潮流分配，防止出現大面積停電的現象。

（三）應用參考量測技術

參考量測技術是將測量的信息轉變為數據，應用于智能電網的各個層面。利用參考量測技術，能夠規劃電力系統，并給運行人員提供參考，包括功率因素、電能質量等，還包括元件溫度、故障定位等數據，進而提升繼電保護的效率。

（四）應用控制、決策支持技術

通過控制技術能夠預測電網，并根據此選擇適合的技術措施，消除電能中的擾動。通過應用控制技術，能夠控制智能電網中的有功與無功功率；通過診斷技術，能夠引入專家系統，對其進行自動管控，讓智能電網實現自愈功能。還可通過決策技術，將復雜的數據簡單化，使運行人員能夠清晰的觀察，通過動畫技術等，對問題進行處理。

四、結束語

在智能電網環境下，計算機技術在電力系統中具有較為廣泛的應用，會提高節能效率，是供電更加安全、可靠。但隨著我國智能電網的迅速發展，技術方面仍然存在一些需要完善的地方，要提升繼電保護，才能保證供電質量，確保電網系統的安全運行，為人們的生活提供更多便利條件。

參考文獻：

[1]陳勇軍，趙玉梅.智能電網中的繼電保護技術分析[J].科技與企業，2017（23）.