智能電網背景下繼電保護的關鍵問題及對策

蓋士炎

【摘 ?要】近年來，隨著我國電力行業的不斷發展，智能電網建設也加快了發展步伐，這對繼電保護提出了較高的要求，繼電保護技術只有不斷適應目前的智能電網發展，才可以不斷發揮在電網運行中的保護作用，所以，加強智能電網環境下的繼電保護技術十分重要。本文就對智能電網背景下繼電保護中的問題進行分析，同時提出有效的改進對策。

【關鍵詞】智能電網;繼電保護;問題;對策

在我國社會經濟發展的過程中，各個領域對電力運行系統提出了更高的要求。同時，依照當前計算機網絡技術及通信信息技術的不斷發展，智能電網應運而生，在當前電力系統運行中得到了廣泛應用。此外，為了能夠更好地發揮智能電網自身優勢，當前繼電保護工作人員則需要將智能電網工作的重點放在繼電保護系統裝置創新上來，并從源頭不斷提升智能電網背景下繼電保護裝置系統的安全穩定運行，同時智能用電服務的推廣增加了電網與用戶之間的雙向互動，電能消費方式出現了轉變。

1、當前我國智能電網建設所遇到的難題

1.1電網范圍廣、規模大

電網系統的覆蓋范圍和建設規模在很大程度上影響了智能電網的建設。這與我國的地理環境和氣候有關，從整體上來說我國的負荷與能源呈逆向分布，如水力、煤炭以及風能等。這些資源集中分布在北部和西部，地理上的客觀因素決定了電能的輸送方式要通過交直流混合、超/特高壓與遠距離傳統等方式進行，實現能源的合理應用于優化配置。而這些輸電方式在具體的實施過程中可能存在潛在威脅和安全隱患。同時，電網規模大說明電能的傳輸容量大，公共線路的利用率高，容易使交直流線路的繼電保護受到影響。

1.2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。

1.3新能源電力發展的規模化

近年來，我國的新能源正逐漸被應用于電力系統中，從現實角度來看，新能源電力的發展是為了更好地優化能源的供應結構，降低電力系統消耗煤炭等不可再生能源。太陽能、潮汐能等新能源與電力負荷呈逆向分布關系，決定了其要主要通過規模化的發展方式接入到電網中被利用。但在實際運行中，新能源電力的隨機性、間斷性使得其顯得有些不可靠，可調度性也不高，當電網承載力不夠時，其穩定性和安全性也隨之下降。并且，新能源電力在并網過程中，線路中的電流會發生很大的改變，影響了電網系統的有功功率與無功功率的分布，從而增加了電力系統控制的難度。

2、智能電網環境下的繼電保護問題對策

2.1構建繼電保護信息平臺

信息平臺能夠快速地收集智能電網環境的運行狀態與數據，其中最主要的是為信息提供平臺。在智能電網環境下，應圍繞動態監控開展繼電保護平臺的建構，促進繼電保護的發展速度，達到繼電保護與智能電網同步發展的目的。因此，改善我國智能電網環境下的繼電保護能力首先應完善我國繼電保護信息平臺。

2.2強化繼電保護信息的傳輸

隨著智能電網的建設的普及，繼電保護信息的傳輸壓力也越來越大，因此在繼電保護的未來發展中，強化信息傳輸能力無疑是重要的。通過強化信息傳輸能力來完成繼電保護的分層分級，這不僅可以為智能電網提供優質的保護，同時也能提高繼電保護的信息傳輸效率。因此強化繼電保護信息的傳輸能力是滿足智能電網需求的必要手段。

2.3完善繼電保護系統

首先，可以將智能傳感器應用于繼電保護系統中，這樣能夠發揮傳感器的優勢，在獲取更多的設備運行信息的同時，將設備運行參數轉換為繼電保護實現的重要依據，通過這樣的方式可以保障繼電保護系統的動作執行的可靠性。然而在智能電網設備的外部接線的運行過程中，自然環境的影響是不可避免的，如風霜等天氣是極易引起接線振動等問題的。因此，在設備是否發生故障的環節中，不能只依靠單一指標，而應該綜合分析全部設備的震動特征。為了做到綜合的分析，可以將變壓器中的震動傳感器的非正常振動作為發生錯誤的信號，從而進行是否發生故障的判斷。同時也應大量應用人工智能分析系統，將溫度、濕度等參數也列為參考指標。

3、智能電網環境下給繼電保護帶來的改變與發展

3.1數字化發展趨勢

可以說數字化發展，是目前智能電網環境下繼電保護所顯示出的最大特點，具體表現在：測量手段的數字化、信息傳輸的數字化。其中，通過數字接口與電子互感器能夠實現測量手段的數字化;而通過光纖網絡傳輸數字信息則可以實現信息傳輸的數字化。尤其是電子互感器的體積往往較小且絕緣能力較好，因此，充分利用光電轉換器對電網運行情況進行測量，不行能夠拓寬電網信號的傳輸頻帶，還能夠增強暫態性能，消除在互感器測量上的誤差，提高了測量準確性，降低互感器故障的發生率。所以，在繼電保護的未來發展中，還應該充分利用數字化傳感器，去進一步精簡繼電保護裝置的輔助功能，提高繼電保護水平，從而使繼電保護系統能夠與智能電網進行最佳配合。

3.2網絡化發展趨勢

伴隨著網絡信息技術在智能變電站中的普及應用，網絡化發展勢必會成為未來智能電網環境下繼電保護不可逆轉的重要趨勢之一。尤其是伴隨著網絡化發展進程的逐步深化與完善，更是大大地提高了繼電保護水平。一方面，促進了智能電網環境下繼電保護工作的信息共享，從而使變電站的所有設備都能夠緊密地聯系在一起，擴大繼電保護范圍;另一方面，促進了智能變電站的信息傳遞，使信息傳遞變得更為準確、及時，從而實現對整個智能電網的全方位監控，有效提高智能電網運行的準確性與運行效率。

3.3整定自動化發展趨勢

我們都知道，在傳統電網中，繼電保護系統針的多半是被保護線路，因此其保護范圍也往往較小，且具有一定的局限性。也就造成了在保護定值上也存在著一定的偏差，導致繼電保護的不足以及缺陷。所以，如何讓智能電網環境下的繼電保護工作對整個電網系統內所有的電力設備、被保護線路緊密地連接在一起，對其進行有效的整體保護則成為未來繼電保護發展的重要趨勢。而要想做到這點，必須整合電網系統中各部分的運行信息，對繼電保護范圍進行擴大，實現繼電保護的分布協同，從而對繼電保護的實時性與準確性進行有效地提高，從而走向整定自動化發展趨勢。

3.4輸電靈活化趨勢

可以說輸電效率的大大提高，對整個電網系統控制上的靈活、有效都是智能電網智能化發展的重要體現。而能夠做到此點的根本原因則在于靜止無功補償器、電能質量控制裝置在智能電網中應用，從而對電能質量、系統潮流做到有效地控制。同時，在我國電網中交、直流混合輸電技術的應用與發展，電力電子元件的應用，也在很大程度上提高了輸電靈活性，給智能電網環境下的繼電保護工作帶來了巨大的革新與良好的發展。

4、結束語

隨著電力行業的不斷發展，智能電網建設已經成為必然趨勢，而且其建設步伐和深度也將越來越快，為了適應智能電網的發展，繼電保護技術也要進行一系列的技術革新，滿足智能電網的運行需求，保證繼電保護裝置在智能電網中能夠發揮出相應的保護作用，并且不斷推動智能電網的建設發展。

參考文獻：

[1]趙德芬.淺析繼電保護在智能電網應用發展中的點點見解[J].中國科技博覽，2016（4）.

（作者單位：國網盤錦供電公司）