智能电网环境下的继电保护探究

智能电网环境下的继电保护探究

潘珂

（宇阳电力科技有限公司510000）

摘要：随着我国经济和社会发展，人们对于电能的需求激增，传统电网难以满足人们的用电需求。针对这个问题，传统电网向智能电网升级，提高电网运行的安全可靠性。智能电网中的继电保护技术能够定位和消除障碍，有利于保证电网平稳运行。本文首先说明了继电保护在智能电网中的重要性，然后分析了继电保护的几种重要技术，最后指明了智能电网环境下继电保护的发展趋势。

关键词：智能电网；继电保护；发展

电网中的结点就是不同的电压等级的变电站，不考虑发电，这些节点不同电压等级的传输线路连接起来形成网络。电网从宏观来看主要包括主网和配网，主网主要负责电能的传输和调度，配网面向用户，将降压后的电能分配给特定用户。智能电网可以从这两个方面解释：主网智能化和配网智能化。主网智能化为电网工作人员服务，在变电系统中实现设备和监控系统的智能化。配网智能化为电网工作人员和用户服务，通过在用户侧引入可直接与发电侧进行互动的机制，使得大量用户可通过该机制参与到电能协调分配和配网优化中去。

电网中的设备分为两类，一是一次设备，是直接用于生产和传输电能，例如发电机、变电箱、高压电线以及线路开关设备；二是二次设备，用于监控、控制、保护一次设备的辅助设备，例如电表、继电保护装置、直流源等。其中继电保护装置是为了在电力系统出现故障或者无法正常运行时，发出信号切除故障设备，是实现继电保护技术的载体。

一、智能电网环境下继电保护的意义

近些年，随着经济和社会的快速发展，一方面我国人口数量有了很大的增加，相应的用电用户数量也大大增加，另一方面，由于科技进步，家庭使用的用电器种类和数量，家庭用电量因而也显著提升，两方面的因素导致人民群众的用电需求急剧增加，电力企业所承受的供电压力也变得相当大。为了有效地满足巨大的用电需求，电力企业采用了对传统电网升级以提升供电水平和质量，智能电网是目前的主流选择。智能电网能够显著提升电网的资源配置能力、安全水平、运行效率、以及电网与电源、用户之间的互动性。

虽然智能电网具有很多优点，但在运行过程中仍然会出现故障。当智能电网发生故障时，继电保护设备可以快速定位故障并切除故障元件，缩小故障影响范围，同时发出警报信息，使维修人员及时了解故障信息并消除故障，尽可能早地恢复电网正常状态，减小对生产经营生活造成的损失。继电保护技术直接关系到电网的安全、平稳、经济运行，关系到电网的供电水平和质量，要加强对继电保护的重视和研究，

二、在智能电网环境下继电保护技术

1.广域保护。广域保护由瑞典学者在1997年首次提出，指利用广泛测量系统（WAMS）信息实现的保护功能。主要分为利用广域信息实现电网安全稳定控制的功能、利用广域信息改进和提高继电保护性能两类。站域保护和区域保护是广域保护的构成模式，定位保护方面是以承担后备保护功能为重点，而区域保护要解决的问题则主要是站域保护与控制、区域保护与控制方面。广域保护技术在保障稳定供电的基础上，能够自动实现快速隔离故障、自动恢复供电，可大大缩短故障抢修时间。

2.保护重构技术。保护重构技术作为一种新技术，优点表现在：一是当电网结构发生变化时，继电保护设备根据实际情况可以实现在线配置和重组；二是可以收集设备元器件的运行状态信息，及时发现或者识别故障以及潜在的问题；三是当继电保护设备需要启动但出现故障时，可以尽快找出能够实现相应功能的替代装置。保护重构技术使智能电网在出现故障时具有自愈功能，在电网发生变化时具有重构功能，对于提升电网的可靠性十分重要。

3.智能传感技术。智能电网的发展离不开智能传感器。电网设备所处的地理环境复杂多变，智能传感器可以方便地获取设备的各种信息，并传送给继电保护装置，为其判断电网状态提供大量精确的数据，极大地提提升了电网系统的性能，这是传统电网保护技术无法达到的

三、智能电网环境下的继电保护的发展趋势

1.数字化的发展趋势。一方面，由于数字信号传输和处理的优势，智能电网的设备也朝着数字化方向发展。智能电网采用数字化的继电保护设备，可以提高电路中的互感器性能，减少互感器运行的故障，降低电网中的二次回路断线和接地过程中出现的故障。另一方面，由于光纤传输的速度和可靠性，智能电网中信息的传输以数字信号的形式通过光纤完成，这也推动了继电保护数字化的发展趋势。

2.网络化的发展趋势。网络极大地提升了信息传输的效率，是智能电网环境下继电保护的一个发展方向。继电保护设备通过网络相连后，设备间可以实时地共享继电保护信息，极大地增强了设备之间的联系，扩展了保护范围。另外，利用智能电网中信息真实性和共享性，可以提高继电保护的定值功能，简化电网中的保护功能，提高数值传感器的继电保护的整体性能，实现电力网络智能化快速发展。

3.整定自动化的发展趋势。目前电网中的继电保护技术仅针对特定线路进行保护，涉及的范围小，而且无法保证保护整定值的准确性。将来智能电网中的继电保护技术会朝整定自动化的方向发展，在完成对特定线路保护工作的同时，还可以获取和整理电网中设备的运行信息，通过全面地利用这些信息，及时地调整电力系统的定值功能，为未来电网的发展提供技术支持。

4.广域化的发展趋势。在广域保护技术的基础上，智能电网中的继电保护进一步向广域化发展。广域化要求继电保护设备能够全面获取电网中的各类信息，通过充分分析和利用信息，提高故障检测的准确性，减小反应时间，进一步拓展保护范围。继电保护广域化的发展趋势有利于打造坚强智能电网，提升供电质量和水平。

总结：

随着能源和电能需求增加，我国电网从传统电网向智能电网转型升级，以保证电能的优化配置，提升电力企业的供电能力和水平。智能电网环境下的继电保护对于保障电网的安全平稳运行十分重要，应当引起重视。目前继电保护技术向着数字化、网络化、整定自动化和广域化的方向发展。

参考文献：

[1]殷健.刍议智能电网环境下的继电保护问题[J].科技展望.2017（6）

[2]苏文哲.基于智能电网环境的继电保护研究[J].科技展望.2016（28）

[3]章婷.基于智能电网环境下的继电保护研究[J].中国科技纵横.2016（4）