1、智能电网继电保护技术探讨【摘要】智能电网作为当今世界电力系统发展变革的最新动向，已由最初模糊的概念到了具体实施阶段。但是对于智能电网的继电保护问题也必须从传统走向现代，不断提高继电保护技术。本文围绕着智能电网的继电保护问题进行了探讨和分析。 【关键词】智能电网；继电保护；技术探讨 中图分类号：U665 文献标识码： A 文章编号： 引言 随着电力技术的不断发展、电力市场的改革深入、电力环境的日益变化，智能电网应运而生。由于其具有自愈性、安全性、稳定性、兼容性、交互性、经济性、高效性等众多优点，在世界各国得到了广泛的推广和应用。我国对智能电网发展已经在 2009 年作了全面的规划，确定分三个阶段
2、利用先进的通信、信息和控制技术，基本完成以信息化、数字化、自动化为特征的智能电网建设。目前正处于大规模建设阶段，预计到 2020 年基本建成。智能电网将极大地改变传统电力系统的形态，电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用，必然会对继电保护带来影响。 1 智能电网继电保护的构成 继电保护是实现电力网络及相关设备监测保护的重要技术，向计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制、测量和数据通信一体化发展是该领域的长期发展趋势。智能电网的分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求，一方面通信和信息技术的长足发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新
3、的保护原理提供了条件。智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控。然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后对数据进行分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。另外，对保护装置而言，保护功能除了需要本保护对象的运行信息外，还需要相关联的其他设备的运行信息。保证 故障的准确实时识别，还保证在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。所以智能电网继电保护装置保护动作时不一定只跳本保护对象，有可能在跳本保护对象时还需发连跳命令跳开其他关联节点，也有可能只发连跳命令跳开其他关联节点，不跳
4、开本保护对象。图 1 为智能电网继电保护构成示意图，在智能电网中，通过监控系统对本保护对象和其关联节点的运行状况进行分析和决策，实时调整相应继电保护装置的保护功能和保护定值，使保护装置适应灵活变化的运行工况。同时由保护功能决定参与故障判断的电气量信息和保护动作策略。 图 1 智能电网继电保护构成示意图 2 智能电网继电保护所需注意的问题 智能电网应用和发展，使得电能传输的某些特点也发生了较大的改变，而智能电网与传统电力系统由于信息化和数字化的特征产生了本质的差别，所以在电力系统继电保护方面，需要解决众多的问题与智能电网发展相适应。 2.1 保护定值的适时调整 首先，灵活的运行方式、不确定的潮流
5、流向要求保护定值具有自适应功能。以智能电网网络结构图 2 为例，图 2 中 D 为智能电网的一个电源点，既可以接入电网，也可以微网孤岛运行，这样与电源点 D 相连线路的潮流就具有不确定性，实现距离保护、电流保护原理时，就必须保证保护定值能根据运行方式的变化作实时的调整，这样，一条线路的继电保护装置的信息除了本线路的电气量外，还必须包括与该线路相关的所有线路的运行状况，综合所有相关信息对保护定值进行实时修正。其次，保护功能需根据运行方式的变化做相应的调整。如图 2 所示，节点N4 从系统解开，N4 点所安装的 2 个线路保护装置就应该全部退出运行，线路 L1、L2 的潮流将重新分配，2 条线路合
6、成 1 条线路，但运行的方式变为 L1 和 L2 合成 1 条线路后，就由节点 N3、N2 处安装的保护装置来实现线路 L1、L2 的保护，但相应线路的长度和阻抗就发生了变化，相应N3、N2 节点处保护装置的定值、保护范围都应该根据运行方式作相应的调整。最后，引入环境条件对保护定值的影响。智能电网利用散布在电网中的传感器得到实时信息监控输电线路的温度和容量来调整功率流，使其更接近运营极限，为此，必须实时调整输电线路过负荷保护的定值，以适应温度和容量变化带来的影响。 图 2 智能电网网络结构示意 2.2 保护配置形态的改变 传统继电保护信息获取和信号发送的媒介由于 IEC61850 网络的数字化
7、变电站而发生变化，主保护的性能利用网络上共享的站内其他相关电气元件的信息而得以提高，继电保护配置利用共享的控制信号而发生改变，这些都是智能电网中继电保护研究的较前沿的一些问题。控制信号传输网络的可靠性必须得到保证，这是与传统二次电缆的传输方式的不同之处。数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。通过智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制，使得控制电缆大大减少二次回路也得到了优化，设计也得到了简化，真正实现了智能开关功能。由此可知，网络化二次回路的关键问题就是数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题以及如何进行保护配置保证可靠性。 2.3 安全自动装置性能的
8、提高 先进的相量测量（PMU）和广域测量技术（WAMS）为电力系统防御和紧急控制提供了广域信息，对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能的提高可以利用其已建成的网络来进行，从而使得现有保护和安全自动装置的延时整定原则得以改变，并使得大停电等恶性事故的发生得以避免。 2.4 继电保护功能的发展 继电保护预保护功能的发展，能够使事故的发生减少，将保护功能提高到具有事故预警、保护为一体的程度上来，这样很可能满足智能电网的新要求。 3 结束语 对于智能电网来说，继电保护装置是维护其安全稳定运行的基础和关键，继电保护装置起着将电网故障与电力控制系统隔离、防止事故扩大的作用。因此，对智能电网时代的继电保护技术进行探讨和分析，可以为我国智能电网的安全运行和建设提供基础和保障，使得我国继电保护管理水平的总体工作目标得到进一步提升，为我国智能电网的建设和铺垫工作提供基础和保障。 参考文献 1胡磊.浅析智能电网对继电保护的影响J.无线互联科技. 2011(04) 2董翠芳.试论智能电网继电保护相关问题J.中国水运(下半月). 2011(09) 3黄珊,覃佳奎.继电保护“六角图”的分析J.广西电业. 2007(09)
