智能电网环境下的继电保护技术张自阳

智能电网环境下的继电保护技术张自阳

张自阳

（江苏金智科技股份有限公司江苏省南京市211100）

摘要：智能电网是我国电力工业发展的新方向，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，需要积极适应电网变革。介绍了我国智能电网建设的特殊问题，包括跨区域交直流复杂电网、新能源电力的调度控制和就地平衡以及需求侧对电网的支持响应等方面。分析了超/特高压输电、电子器件渗透和网络拓扑异变对继电保护造成的影响，指出继电保护的几个关键研究方向以及新形势下研究应用广域保护的重要意义。最后对广域保护的概念、功能定位和系统构成模式进行讨论，并分析了广域保护主要算法的原理和特点。

关键词：智能电网；继电保护；广域保护

随着我国电力企业的迅速发展，为了满足越来越多的需求量，我国在电网的建设上投入的资金不断的增多，这就加快了智能电网的发展步伐。在智能电网的运行过程中，继电保护技术占据着重要的地位，是其功能高效发挥的关键性装置，需要在进行电网的建设完善中，重点关注这一方面的研究和应用，最终推动智能电网的安全稳定运行。

1继电保护技术在智能电网中的重要性

目前，随着我国经济的快速发展，各行业对于电力的需求也越来越大，甚至在人口密集的城市和地区出现了供电危机，这无疑给电力供应企业带来了巨大的压力。为了缓解电力供电紧张的局面，企业不得不进一步加强智能电网的建设和维护力度。继电保护技术是整个电力系统最重要的防御手段，旨在保障电网安全、稳定运行。一旦电网出现故障，继电保护装置会在第一时间自动切除故障设备，并进行故障报警，通知有关工作人员及时发现问题并有效地解决，尽快恢复电网正常运行。继电保护装置在最大程度上保障了电网的安全可靠供电，降低了企业由于电网故障遭受的经济损失。因此，智能电网环境下的继电保护具有重要的意义和作用，应引起企业的足够重视。

2智能电网环境下的继电保护技术分析

2.1广域保护技术

广域继电保护技术是以子域作为分析单位，对子域内继电保护信息进行有效采集，并对其进行域内和域外的综合判定。广域保护技术的主要优势在于其能实现自动化控制，在确保智能电网运行安全性上有着巨大优势。同时，广域继电保护技术极大加快了保护动作实施时间，且显著提升了其与电网的保护配合，使得继电保护效率大大提升。其较强的自适应判断能力和保护能力，使得其在电网诊断和恢复上更加智能和高效。

2.2保护重构技术

作为智能电网的核心技术之一的继电保护重构技术，能够实现对继电保护系统在线配置和重组，使其能够更符合整个电网结构，实现对继电保护整体效果的优化。而且继电保护重构技术还能够实时进行监测和诊断，及时发现问题和故障，一旦保护出现失灵能够自动进行替代，保证系统运行正常。通过应用继电保护重构技术，即使继电保护系统自身出现故障也不会对智能电网的正常运行带来影响，有效地保证了智能电网运行的安全性和稳定性。

2.3新型电子传感器的应用

图1三相继电保护校验仪

智能电网，一个明显的特点就是具有很高的智能化，可以以自动的、智能化的形式对设备运行状态进行相应的判断分析，在其中心必然存在一个智能化的控制设备，这个控制设备可以对智能设备系统中的各个元件进行有效的控制和管理，并且除此之外，它还具有十分宽广的覆盖面，几乎可以覆盖智能电网对于电力能源的发出、输送、转换以及最后的使用的等各个环节，电压传感器就是智能感应技术的一种体现。在智能电网的建设应用过程中，我们可以利用在智能运行设备上进行智能传感器的安装，这样可以对数据信息进行实时有效的收集，便于智能电网运行状态的全面合理分析和评估工作的迅速展开，这样也可以给故障的维修提供大量的精确的数据参考，也就提升了继电保护系统的全方位性能的提升。智能化的全自动继电保护校验仪，如图1所示。

3智能电网环境下继电保护的变革与发展

智能电网是在物理电网的基础上，利用先进的传感／测量技术、控制方法、决策支持系统以及应用技术先进的设备，实现电网的安全、智能、经济、高效等性能。智能电网的发展对于继电保护技术带来了以下几个方面的影响与变革：

3.1数字化方向发展

目前，数字化是智能电网最大的特点，其主要表现在以下2个方面：

（1）测量手段数字化，其主要通过各种数字接口与电子互感器实现；

（2）信息传输数字化，传统电网通过电缆传输状态量和模拟量信息，而智能电网则通过光纤网络传输数字信息。电子互感器体积小、绝缘性好，主要是利用光电转换技术进行测量，这就拓宽了信号传输频带，增强了暂态性能，并且消除了传统互感器的测量误差，保障了测量的准确性，同时降低了互感器的故障发生率。未来继电保护发展过程中，应进一步简化其辅助功能，利用数字化传感器提高继电保护水平，以便更好地与智能电网的进一步建设和发展相配合。

3.2单元件保护

单元件保护的对象包括发电机、变压器以及交直流线路等，主要是对传统元件保护的改良和新原理算法的研究。

3.2.1发电机保护

需要重点关注内部短路，特别是匝间短路保护，在保护方案设计、整定计算、灵敏度校验等方面需要进一步的精确化；后备保护中的过激磁、反时限过流等保护的判据需要与实际机组的承受能力相匹配；定、转子一点接地保护的可靠性;失磁、失步保护与电网保护的有效配合以及超大容量机组保护运行的特殊性等方面也有待深入研究。

3.2.2交流线路保护

距离保护易受高阻接地影响，系统振荡中再发生短路时应对不足，躲过负荷能力较弱；应用于同杆并架双回线时，受所利用电气量范围的限制以及跨线故障和零序互感等因素影响，存在选相失败和故障测距误差大的问题。

3.3整定自动化

在传统继电保护系统运行过程中，由于每个保护都具有一定的针对性，受制于保护范围的制约，保护定值呈现出较强的局限性和偏差性，在保护过程中极易出现误动作。但对于智能电网环境下继电保护系统，其有效地将整个电力系统内电力线路与相关保护设备有效的联结在一起，集中采集和分析整个系统内的保护信息，对电力系统实现了分布协同保护，全面提高了继电保护的精确度。

4结语

我国智能电网建设速度加快，继电保护技术也应进行同步升级和更新。电力企业在充分认识到继电保护技术对于智能电网运行重要作用的同时，加强技术研发和应用，并在实践中进行有效优化，以满足智能电网不断增加的运行需求，确保电网运行的安全和稳定性。

参考文献：

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