智能電網地區繼電保護定值整定系統關鍵技術

解天柱 王妍 合達 史晉 侯瑞雯

（云南電網有限責任公司昆明供電局 云南省昆明市 650000）

智能化技術的推廣與應用此時傳統管理模式已經難以適應于當前發展背景當中。其中，對于電力系統智能化發展而言，傳統以手工整定為主的管理方式無法適應于當前智能發展背景，亟待采取一種新型的技術手段實現對電力系統的智能化管理。近些年來，隨著我國網絡化技術的深入發展，電力系統在保護定值方面初步實現了集中式管理。但是從客觀角度上來看，保護定值的集中式管理趨勢與未來智能電網的保護整定發展還是存在一段距離。究其原因，主要是因為網絡整定管理技術在網絡拓撲及數據維護方面表現困難[1]。加上地區及電網網絡變化較為頻繁，進一步增加了電網參數維護工作的壓力。如果不加以及時解決，整個區域網絡定值的準確性將會大打折扣。目前，為全方位提高電力系統智能化整定管理水平，研究人員主張立足于智能電網發展趨勢，重點針對繼電保護定值整定系統應用問題進行統籌規劃與合理部署，以確保可以從根本上實現智能電網的安全運行。

1 智能電網地區級繼電保護定值整定系統架構分析

表1 為智能電網地區級繼電保護定值整定系統的架構體系。智能電網地區及繼電保護定值整定系統中的網絡平臺主要由調度中心與其他調度中心間、變電站設備構成。系統運行過程中，可通過網絡平臺實現調度中心之間的高效通信以及現場設備之間的高效通信。同時，該網絡平臺也可以滿足EMS/WAMS 數據采集要求。在正式運行過程中，統一網絡平臺在設備數據采集、監視控制方面可以按照智能化管理要求實現對網絡平臺運行工作的全周期管理。在此過程中，數據中心可以為系統提供統一編碼的數據資源，確保平臺應用系統可以對不同數據資源進行針對性處理。

一般來說，數據中心所包含的數據主要以實時/非實時采集數據、關系數據等為主。在對數據進行配置與應用的過程中，工作人員可以利用數據中心的數據引擎功能，實現對數據資源的整合與分析管理。除此之外，繼電保護整定系統基本上可以視為高級應用軟件系統的領域范疇。在功能應用方面，可以實現對一次系統的拓撲感知以及智能整定功能。可以說，繼電保護整定系統的推廣與應用對我國電力系統繼電保護的智能整定以及狀態檢測提供了良好的決策支持，具有重要的應用價值[2]。

2 智能電網地區繼電保護定值整定系統關鍵技術研究分析

2.1 網絡拓撲自動獲取

網絡拓撲基本上可以視為智能電網地區繼電保護定值整定系統實現整定計算的基礎內容。鑒于網絡拓撲功能的重要性，研究人員應該針對網絡拓撲自動獲取功能應用問題予以高度重視。而如何做好拓撲維護工作，儼然成為智能電網地區繼電保護定值整定系統亟待解決的問題。一般來說，拓撲維護工作主要是借助辦理移動申請的方式以及人為管理方式，實現對網絡拓撲的修改處理。

表1：智能電網地區級繼電保護定值整定系統的架構體系

圖1：供電方案形成流程圖

但是由于人為工作效率較慢且維護工作量較大，導致該種方式與智能電網保護整定計算系統運行相悖。結合當前發展情況來看，為確保網絡拓撲自動獲取功能得以順利發揮，研究人員可以在統一智能電網調度平臺的基礎上，利用EMS/WAMS 系統采集功能，獲取繼保整定所需的拓撲網絡。并根據拓撲網絡運行情況，對繼保整定計算網絡體系進行合理構建。需要注意的是，在系統參數的調試管理方面，應該由責任單位進行遠端維護，以確保參數數據的精準性[3]。

2.2 供電方案形成技術

結合當前國內的縣級電力網絡構建情況來看，每個110kV 變電站在供電方面都是由單一電源進行供電，且此供電方式一直延伸到供電網絡末端位置當中。近些年來，為確保供電運行的安全性與合理性，調度部門會根據往年的供電情況制定科學、合理的供電方案，并對各個220kV 變電站的供電規模以及范圍進行合理確定。其中，在整定計算管理方面，工作人員可以根據供電方案反饋情況，確定供電區域模式。但是需要注意的是，為確保供電方案的科學性與合理性，工作人員可利用供電方案自動搜索技術實現對相關流程的處理。具體流程可以參照圖1。

2.3 自動解環技術

自動解環技術基本上可以視為供電方案形成流程到關鍵環節，在正式應用過程中，工作人員需要根據地縣級電路線路環網情況，對自動解環技術的應用流程進行合理安排。結合以往的經驗來看，在正式解環處理過程中，工作人員需要事先確定好起點以及環網拓撲結構[4]。環網自動解開后，系統會根據預先設定的功能要求繼續運行工作。有一點需要注意，供電方案解環期間工作人員可以按照精細化應用原則，對解環過程進行充分掌握，以確保供電方案路徑的科學性與合理性。

2.4 地縣分界拼接技術

結合當前應用發展情況來看，拓撲共用一張網維護問題與站點較多、網絡節點較多問題已經成為的縣網絡一體化亟待解決的兩點問題。為充分解決這兩點問題，我們可以利用分層分區概念實現對地縣兩級調度管轄電壓等級的分層處理。在正式處理過程中，管理人員可以對地縣級、縣級調度進行合理分區。其中，在分層分區的邊界處理方面，應該以設備管轄為邊界。

經過分層分區處理之后，整個網絡基本上可以分割成為若干個區域。其中，在區域邊界方面，工作人員可利用邊界網絡等值方法進行合理應用。根據實際應用反饋情況來看，地縣分界拼接技術基本上可以為整定計算系統的處理效率提供良好的保障。最重要的是，利用該技術形成的供電方案可以為用戶權限的拓展提供良好支持[5]。

2.5 劃分區域結構

繼電保護應用的可行性主要可以從小區域以及站域內進行研究與分析。結合當前應用情況來看，為確保智能電網地區繼電保護定值整定系統得以良好應用，研究人員需要從繼電保護應用方面進行研究與分析。在正式分析過程中，工作人員可以從保護配置冗余度、通信冗余度等方面進行統籌規劃與合理研究。其中，重點針對系統內測量系統的配置情況以及網絡通信技術的應用情況進行動態把握。并根據相關數據的反饋情況，對繼電保護定值整定系統的應用流程進行合理劃分。除此之外，工作人員可以適當借鑒經典變電站結構模型，確保繼電保護在系統范圍內具備良好的區域決策功能，達到分層分布效果。

2.6 自動整定功能

結合上文所敘述的網絡拓撲自動獲取功能以及供電方案形成等，我們初步可以明確整定計算的具體要求。但是結合國內整定系統應用情況來看，為進一步確保整定系統的應用科學性與合理性，我們還需要對網絡保護配置及定值單制作進行合理應用。從實際角度上來看，在智能電網的決策支持下，保護整定系統與保護裝置之間已經具備了互動能力。在相關保護設備接入系統之后，整定系統可以利用自動化技術功能主動獲取保護配置，解決人工配置維護存在的不足問題[6]。

與此同時，對于定值單管理問題而言，由于我國保護生產廠家在保護產品定制性方面存在差異過大的問題，導致在整定原則方面應該按照科學合理的方式進行有效配置。舉例而言，在智能電網的支持作用下，國內多數保護生產廠家在定值項方面按照統一的整定原則進行自動設定。在滿足相關運行條件之后，工作人員可以利用動畫調試管理方式對整定系統運行情況進行適當整理，并使其具備自動整定計算功能。審批后定植將會進入待執行狀態，在調度員下令之后，可利用遠程控制方式實現對定值的有效處理。

2.7 繼電保護網絡重構技術

客觀角度上來看，我國的縣級網絡分布式電源布置數量并不多，節點數量方面表現較少。而對于電源能否接入的問題需要當地電力企業辦理電源接入申請，并按照人工調整方式進行保護處理，以確保保護定值能夠適應小電源接入及退出的運行管理方式。在當前智能電網的運行條件下，大量小電源在接入方式方面主要以分布式接入為主。為滿足智能電網運行要求，工作人員需要改變以往的保護形式。如將原有的三段式為主的保護方式改變為全光纖保護。

與此同時，傳統以人工定值調整為主的方式已經難以適用于智能電網運行管理工作當中。因此在繼電保護整定系統方面，工作人員應該按照實時調節保護整定值方式進行針對性處理。這樣一來，智能電網繼電保護定值整定系統可以滿足分布式電源上網的運行需求。最重要的是，該繼電保護裝置可以利用在線自動化辦理功能實現配置操作過程，確保保護元件可以滿足在線檢測要求。需要注意的是，當保護出現異常問題時，工作人員可利用保護的自恢復以及重新組合功能，確保繼電保護系統運行安全性與合理性。

3 結論

總而言之，智能電網已經成為我國電力行業的主流發展趨勢。為迎合智能電網的運行發展需求，行業內部必須從運行模式以及技術應用方面進行統籌規劃與創新研究。其中，繼電保護定值整定系統的應用方面，應該充分立足于智能電網的運行特點以及技術需求，準確構建繼電保護定值整定系統模式以及體系內容，確保智能電網得以安全穩定運行。結合當前發展情況來看，我國繼電保護定值整定系統在應用方面還是存在較多不足問題。針對于此，建議研究人員應該主動立足于智能電網的動態發展情況，構建合理的繼電保護定值整定系統，加強對電力系統的智能整定與決策管理。