智能電網下繼電保護的關鍵問題分析

張 梁

國網無錫供電公司 江蘇 無錫 214000

1 智能電網建設中繼電保護的關鍵問題分析

1.1 大電網問題 大電網的出現是由我國能源及負荷整體逆向分布的狀況決定的。其能源分布主要在我國西北地區,而用電負荷則主要集中在我國的中東和南部區域。因此為了滿足相關要求,遠距離的交直流混合、超/特高壓的輸電方式才可以實現我國能源優化配置。直流輸電系統的傳輸因為其容量較大,其線路的應用率比較高,對社會整體效益產生的影響較大,而直流系統的相互耦合作用,勢必對電氣控制系統和繼電保護提出新的要求,特別是在交直流耦合、大功率電力電子變換器件等方面帶來穩定性、電網污染等一系列問題,需要加以解決。

1.2 設備保護不夠完善 在智能電網的發展背景下,繼電保護工作則需要新型設備支持,隨著智能電網的廣泛應用,繼電保護設備則需要不斷創新和發展。相關電力企業或是部門則需要依照智能電網的運行狀態,并結合當前繼電保護工作狀況,改良一套符合相關要求的設備,完善現有繼電保護裝置功能。但是在繼電保護系統設備采樣及處理等過程中,其適應性和更新速度受限,其在基礎零件性能要求上還存在很大不足,從而影響了其運行安全。

1.3 配電網發展的滯后問題 電力供應單向消費模式常會致使電網與用戶之間出現缺乏互動的現象,從而致使負荷“峰谷”出現差額大的現象,階段性的用電負荷率也較低。同時想要降低投資金額和節約能源,以及提升用電的效率就需要強化智能電網系統。增強用戶和電網之間的互動,并調動用戶的積極性。電網系統則需要不斷滿足用戶對于送電能力的反饋,配網則需要對繼電保護系統技術進行一定的調整,特別是在多種可再生能源(光伏、風能、垃圾、淤泥等)不斷引入網內的現狀下,增強用戶終端輸電入網的繼電保護設備的性能與功能,切實為負荷—電源交互提供安全有力的保障。

1.4 繼電保護裝置范圍與界定還不夠明確 在現階段電力系統運行過程中,智能電網普及不夠廣泛,我國很多區域電網依舊使用傳統模式,致使在繼電保護工作中,管理范圍劃分不明確。因此造成繼電保護工作不能完全智能化,在過渡(燃煤、水電與新能源分布式并存)發電中,因為電網之間穿插較為復雜,使得繼電保護裝置運行中提取的信息混淆,致使繼電保護工作出現不準確性、同步性延時等不良現象,很難滿足當前電網整體智能化的要求。

2 智能電網背景下繼電保護控制措施

2.1 設備完善與系統功能增強 在繼電保護裝置中合理應用傳感器,利用傳感器自身優勢,通過完善設備運行,獲取一定的信息,并將信息參數轉化成為繼電保護系統中實現功能技術的依據,保證其可靠性和安全性。智能電網背景下的繼電保護裝置在整個運行過程,需注重自然環境因素對整個運行產生的影響,例如大風、雨雪天氣等很容易引發傳感器出現震動、接線出現松動等不良問題。所以,我們要對繼電保護系統設備進行狀態監測,對整體特征進行綜合性分析。

2.2 構建智能化保護信息交互平臺 構建智能化保護信息交互平臺能夠幫助迅速收集大量智能電網環境運行的狀態和數據,在統計學理論的基礎上,結合大數據分析計算,運用數據協調技術,為智慧電網系統運行提供了一定的數據資源,從而指導、維護整個電網的穩定安全運行。同時在智能電網運行狀態下,系統的保護升級主要工作即是動態監控、動態擴充與動態構建保護信息交互平臺,以適應不斷更新的電力網絡保護要求,實現繼電保護(二次)與智能電網主體構建(一次)同步發展。完善智能電網背景下的繼電保護工作必須將電氣技術與互聯網前沿技術相融合,實現智慧信息交互。

2.3 多方向、針對性升級

2.3.1 繼電保護的多元化發展 為進一步提升繼電保護裝置的質量與效益,繼電保護的發展必須結合智能電網應用過程中的實際狀況,并以此找尋到其“智慧性”與“功能性”二者之間的契合點,推動繼電保護的多元化發展與更新改進。除傳統功能外,還應使其以靈活的方式對輸電效率和雙向傳輸等指標進行實時監督和統一的調控,以降低損耗,提升經濟效益。

2.3.2 繼電保護的數字化、智慧化發展 智能電網中融合了大量的數字技術,繼電保護向著數字化方向發展。傳感器數字化方向的不斷升級,不但能夠增強網絡信息傳輸,還能夠降低傳統傳感器存在的不足,從而加強傳感器的穩定性。轉型升級過程中,傳感器中的輔助功能也將進一步優化與增強。同時,數字化亦可將“大數據”網絡技術引入到繼電保護中,在大數據的支撐下,繼電保護裝置也將依靠采集的各種正常與故障信息,不斷“智慧”改進保護邏輯與提升保護性能。

2.3.3 繼電保護的網絡化發展 當前繼電保護系統逐漸向著網絡化方向發展,其發展過程中需要注重以下兩個方面。第一,共享信息資源。將繼電保護運行參數與數據整合,將其傳送到設備后臺,實現智能電網發展運行的全方位監管。第二,傳遞信息資源。相關工作者要及時反饋該裝置所有傳輸的資源信息,實現雙向多通道的實時信息交互。信息交互的準確性與實時性,直接影響繼電保護的可靠性與安全性,但是隨大數據網絡發展而來的網絡安全問題將是考驗繼電保護功能的重點和難點。

結語

綜上所述,繼電保護是智能電網運行中的首要防線,大力建設智能電網對于我國電力事業發展具有十分重要的意義。因此,對于維持智能電網正常穩定運行的繼電保護系統的要求與標準也更加嚴格。現階段中,繼電保護系統運行存在的問題將會是繼電保護工作人員關注的重點,要求必須要應用各種科學理論、新技術、高性能信息化設備來對這些問題進行解決,本著自主創新原則,切實打造出安全可靠的智能電網。