智能電網環境下電力系統保護新技術的研究與探討

云南電網有限責任公司昆明供電局 宋 慶

所謂的智能電網環境，就是在傳統的電網基礎上運用最先進的控制技術和最新的儀器設備，借助傳感器對電網進行全方面的檢測，將得到的監測數據通過互聯網傳輸到計算機智能系統中進行判定，以此來保障電網可以正常的運行，減少電網的安全隱患，將經濟效益提升到最大的限度內。完整的電力系統應由發電、輸電、配電和用電四個方面進行組合，目前我國的發電系統逐漸在增加，在不同電網環境中的保護系統也不盡相同，目前風力和太陽能是常見發電系統之一，傳統電磁繼電式保護和電子式靜態繼電保護裝置已不再適用于目前的階段，新型電力系統保護技術的研發迫在眉睫。

1 電力系統保護新技術的研究現狀

高級電力設備的研究。在智能電網中高級電力設備有著極為重要的作用，在最新型的電力設備中都有廣泛的應用，如在電力電子技術、超導體技術、儲存電能技術、微電子傳感技術等方面都有所設計，高級電力設備能在一定程度上幫助電力輸出更大的電流，實現電流輸送的穩定性和保證電流的質量和效力。在智能電網的普及應用下，特高壓、太陽能和風能等自然能源被加以利用和儲存，在這些電能儲存的過程中需有高級電力設備的加持，在這樣的技術下才能保證能源可以被更好地儲存起來并加以利用[1]。

傳輸感應與檢測技術。在高級電力設備檢測到電流的精準數據后，通過傳輸感應器將電流的各種數據輸送到智能電網的各個區域內。在電力公司的發展過程中，實施的電流檢測可幫助工作人員更好地掌握電流的使用情況和安全情況，及時了解電力的各種信息，包電站中的電子設備和輸電線路的實時狀態。

新型通訊技術。智能電網的存在有很大部分的原因是依靠信息數據的采集，在全方面的電流保護和可行性的判斷之下進行有效地輸電控制，在這樣的基礎之下而形成的智能電網系統，因此信息通訊技術在智能電網系統中有著至關重要的地位和作用，是智能電網系統形成的基礎保障和必要條件。

新型的控制技術。是通過特定的信息計算方法對電網當前的運行狀態進行計算和分析，通過預測的方法對電網可能會出現的狀況進行分析和計算，提前將可能會發生的事故進行預測，并對出現的問題作出相應的應急策略，以此來保障電網在突發情況下的正常運行，更好的實現電能的質量和電網的最大效益[2]。

2 在智能電網下電力保護的新技術策略

2.1 整合電網系統

在智能電網應用過程中要整合當前有效的環保新能源，利用科技手段將自然的力量變成可再生的資源，目前太陽能源和風能的運用比較廣泛且是當前發展形勢最好的新型能源。但同時，在現階段的能源發展中仍存在一些難以解決的問題，在電能的質量和智能電網的運作中還有些不足之處，造成這些問題的主要原因還是當前的科學技術手段不足以支撐能源的充分開發和利用。此外電流的分布與短路的特點在與風能發電的接觸中也需要優化保護裝置，減小短路電流在電網運行中形成較大的阻力，在這樣的情況下，要適當的在電網中加入較大的電流互感器才能保障電網在較為安全的情況下穩定的運行[3]。

2.2 新型繼電保護技術

在智能電網的運行過程中加入廣域繼電的保護技術，在一定程度上能更高效地對電網進行診斷和快速恢復。廣域的繼電保護技術就是把子域作為分析的基礎，在子域中進行有效地信息采集，并在這些基礎上判斷電網的運行是否存在安全隱患，廣域繼電保護技術的應用初步實現全自動化的電網控制技術，全方面的保護電網在運行過程中的穩定性、安全性和有效性，同時，廣域的繼電保護技術也逐漸地提升電網實際運行的保護時間。廣域繼電保護技術與智能電網的配合從根本上提升繼電保護的效率，增加智能電網的可實施性和安全性能，提高智能電網的經濟收益。

2.3 充分利用電子科技

在智能電網運行中也要不斷地增加電子技術的應用，在智能電網的建設過程中適當地加入可控的變流器和無功補償器，在電力潮流的控制中也可加入相關的電子控制技術。相關的電子科技的應用一定程度上改善電網運行中的問題，提升電力控制的靈活性，但同樣隨著電子科技的應用也會造成電網系統運行中不斷地出現諧波，此外光伏并網以及直流輸電與繼電保護之間也需加強協調和配合的能力。要從全方面計算在繼電保護技術的應用過程中加入電子科技會對智能電網造成什么樣的影響[4]。

2.4 輸變電裝置技術

實現智能電網發展的前提條件是裝備技術的智能化和科技化，在這個發展前提下智能電網才能更好更長遠的發展。輸變電裝置和智能化技術的結合可在一定程度幫助電網提升電力的儲備容量，是可持續發展的前提，同時也是實現電網全面智能化和低消耗的基礎，新型的輸變電裝置技術讓智能電網在供電方面多一層可靠的保障基礎。

變壓裝置。可持續發展是國家所提倡的發展路線，是整個社會各行各業轉型的基礎指導方向，在智能電網的建設過程中，也應將安全高效、低能消耗和智能化當做進步的目標和發展的動力。在這樣的基礎下，變壓裝置就成為發展智能電網過程中必不可少的裝置，隨著近年新型材料的逐漸被發明和應用，在未來的智能電網建設中變壓裝置也勢必會有著巨大的變化。

斷路裝置。在現階段的研究中，SF6斷路裝置仍舊以高電壓、選項控制和大電流的方向進行著研究，而真空式的斷路裝置也仍是以高電壓為基礎的進行發展，沒有在科學技術的發展下將斷路裝置進行整合發展，推出新型的綜合裝置。此外，固態化的短路裝置則是被應用到具有高性能的電流環境之中，在直流電的領域內應用最多的則是高壓直流型的斷路裝置，這樣的裝置可在多段直流電中工作，而且高壓直流型的斷路裝置在這個領域中也可進一步的被研究和發展，進而促進智能電網的優化和改革。

新型輸電裝置材料。目前我國在智能電網中的研究主要在于如何運用新型材料，在最大限度內提高輸送的電流質量和電力容量，以及如何在輸送的過程中減少對電力質量的損耗。在智能電網的發展過程中，已有許多電力公司在材料的選擇上選擇與傳統材料有一定差異的新型材料，并將運輸電力時的各項指標記錄在案，以便今后在研究的過程中能夠有一定的參考價值，研究出更加符合新時代標準的新型輸電材料[5]。

2.5 加強對工作人員的培養

智能電網的發展對相關工作人員要求也較高，要求具有較高的專業性技能。為了智能電網的發展和進步，相關的電力公司要適當地安排工作人員進行培訓，加強工作人員的專業性技能，保證工作人員的綜合素質水平符合國家智能電網發展的要求。另外，不僅要定期給老員工進行相關培訓，還需招聘新的員工，為今后的發展帶來源源不斷的新生命和動力。

綜上，對于電力保護的新型技術研究在不斷地被完善和發展，保證在電力輸送過程中的安全性和有效性，讓日常用電變得更加高質高量。