智能电网环境下的继电保护研究

智能电网环境下的继电保护研究

刘薇

国网冀北电力有限公司承德供电公司 , 河北省承德市 067000

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。

1 继电保护的具体应用

1.1 智能电网对于继电保护的要求

在智能电网的影响下，继电保护面临着机遇和挑战。特高压电网发生故障后，会产生很大的谐波分量，非周期作用下的分量不能快速发生衰减，会产生明显的暂态过程。这种现象会影响到继电保护的可靠性以及快速性，电压和电流互感器在暂态条件下的传变性发生发生集中参数不能很好保护的现象。变压器在实施保护时需要谐波含量增大，可以通过励磁涌流的方式。但是由于电网之间存在着相互影响，故障会增强复杂性，故障的计算误差增加了，所以需要提高继电保护的性能，提高保护的安全性和可靠性，并提升电磁兼容能力。

1.2 对继电保护实施技术优化

在智能电网作用下，电力网络和相关设备需要进行监测保护，继电保护技术可以实施优化。智能电网借助了很多新技术，但是有的技术会对继电保护产生不利条件，从而影响到继电保护的可靠性。技术的发展为继电保护提供了新的发展方向，促使继电保护快速发展。技术人员要重视开发智能电网的自动修复功能和故障智能诊断功能。

2 广域保护技术

这类保护技术主要应用于电力网络子集，可以将子集作为处理电网和分析的障碍的基本条件。在“域”的范围内收集子集的继电保护的相关信息，并对采集的信息进行分析，然后可以分析出电网故障的性质，然后采取有针对性的处理措施。广域继电保护体现在安全控制和继电保护两方面内容，要结合电网本身的故障实施安全控制，为电网故障提供多样化的解决方案。广域继电保护技术提升了现有的继电保护的能力，处理故障问题可以快速实现，提高了继电保护自我适应能力。

2.1 重构保护系统技术

智能电网的技术发展，提升了继电保护的适应能力，智能电网的运行方式和结构发生改变。电网的适应能力提升，所以继电保护可以具有重构、自我分析和自动修复的功能。比如，在继电保护发生故障时，智能电网能自动完成诊断过程，并对继电保护进行快速修复。原有的继电保护系统已经落后，无法适应当前智能电网的发展，所以继电保护系统要重新构建，从而提升预期效果。

继电保护系统发生了技术转变，应用了智能设备和新型电子传感器，这实现了智能电网的智能控制，控制设备可以作用于系统中的各个元器件，可以实现较大覆盖面，内容涵盖了智能电网的发电、输电以及变电的各个环节。在智能电网作用下，智能传感器可以应用于运行设备上，可以快速收集数据信息，有助于高速分析和评估智能电网的工作状态，快速实施评估工作。在维修过程中，可以提供大量的基础数据，继电保护系统的实用性能得到提升。

2.2 继电保护方式发生改变

在继电保护实施中，光纤差动会不断完善，在智能电网作用下，传统继电保护面临多种问题需要解决。为了提升运行设备的可靠性，要严格按照的配置信息实施整合，在选择过程中，设备的快速性和灵敏性不会受到干扰。传统继电保护可以利用本地信息，考虑相互作用的构成模式，继电保护运行特点和网络拓扑结构无法适应当前智能电网的新形式，发生停电事故也说明，传统的后备保护由于自身功能局限性，在陆续被淘汰。传统后备保护的主要内容为：动作缓慢、整定配合过于复杂，可能无法满足当前系统稳定的时间需要，电网的安全性降低了；这种保护设备会影响到系统运行的稳定，运行方式的改变无法适应，难以达到保护的选择性和灵敏性；传统的继电保护方式不能快速进行故障区分和故障切除，所以容易发生潮流转移，从而产生连锁跳闸现象。

3 智能电网环境下继电保护的发展方向

3.1 数字化

在智能电网条件下，继电保护的测量手段和信息传输都会向数字化方向发展。通常情况下，测量手段实现数字化可以实现数字接口来，也能可以通过电子互感器来完成。而信息传输的变为数字化后通过光纤网络来完成的，这是由于光纤网络可以传输数字信息。由于电子互感器的体积不大，并且具有较好的绝缘效果，因此测量电网运行效果时，可以通过光电转换器来实现。而在光电转换器的影响下，电网信号传输频带会被扩宽，会增强暂态性能，这会导致互感器在测量过程中不会发生大的误差。所以数字化传感器扩大的应用范围，可以在继电保护中发挥作用，而现有继电保护装置中的部分辅助功能则不再有用，继电保护的效果会更明显，可以适应智能电网发展的需要。

3.2 网络化

目前，数字化变电站已经分布在多个电网。所以，在智能电网条件下，继电保护在向网络化发展，而其主要功能体现在以下两方面：第一，信息共享可以实现，这是会通过网络化变电站来完成。由于变电站中具有不同的机械设备，这些设备通过网络连通。变电站实现网络化后，不同设备之间的关联性会增强，继电保护的范围会变大。第二，可以提高信息传递的速度，并且数据传输的准确性能得到明显提高。在网络体系的作用下，技术人员可以通过数字接口，及时、准确地将继电保护发生的信息传输到网络中，从而实现全面监控智能电网。因此，在智能环境中，电网的运行效率明显提升，运行的准确性也可得到提升。

3.3 整定自动化

在智能电网产生前，继电保护的主要作用是保护线路，其保护范围具有一定的局限性，因此其保护定值会不准确，这影响继电保护的性能。在智能电网环境条件下，继电保护要扩大保护的范围，要将电力系统中的大部分电力设备包括进来，以主电力系统中的所有线路，这样整个电力系统的全面保护得以实现。所以，继电保护将来的发展趋势是全面保护。而要保证这一功能实现，还要将电网中的所有的信息进行整合，这样可以提高继电保护的可靠性和准确性，这有助于提升自动化水平。另外输电更灵活化和广域化，智能电网环境下继电保护是将来的发展趋势。根据实际情况可以确定，输电灵活化可以提高电能输送的效率，而广域化则是通过获得更多的信息来实现继电保护的作用，对于保持智能电网稳定和安全运行有着巨大作用。

4.结速语

智能电网的发展影响着中国的电力产业的发展。智能电网的优势使继电保护装置的操作平台产生了明显的改变，对继电保护的技术水平和技术性能提出了更高的要求。智能电网环境下加大的继电保护装置的开发力度，可以实现电网保护的高效率，确保电力系统运行的稳定和安全，对于提高居民生活质量，消除由电力故障造成的经济损失有着重要意义。

参考文献：

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