智能电网背景下的继电保护技术分析

智能电网背景下的继电保护技术分析

冯巨标黄鑫

（国网福建南平供电公司福建南平353000）

摘要：近些年来，伴随着我国经济的快速发展，电力行业在发展中占据的重要作用越来越明显，作为智能电网关键技术之一的继电保护技术也随着智能电网的发展而得到发展。因此，研究智能电网结构不仅是对其本身的研究，也是对继电保护技术的研究。基于此，文章就智能电网背景下的继电保护技术进行简要的分析。

关键词：智能电网背景；继电保护技术；应用

1.继电保护技术在智能电网中的重要作用

我国现在经济发展势头迅猛，处于发展转型的关键时期，对于电力等能源的需求量是十分巨大的，这对于供电企业显得压力巨大，在重要的工业城市、一线城市当中显得尤为突出。为避免出现用电荒、用电危机现象的发生，我国政府和供电企业制定了一系列的有效措施来进行预防、解决，合理进行停电和限电以及提升对智能电网的维护强度。其中继电保护就是属于这当中停电限电措施的，它可以在最小区域内、最短时间内将系统自动切除，还能够在电力系统中给予技术管理人员一定程度的警报，提醒工作人员及时解决问题，最大限度减少电力元件的损坏，降低对电力系统的影响，满足电力系统稳定运行的要求。

2.智能电网继电保护的问题

随着时代的进步，智能电网也在不断进步，其中为了使得继电保护系统可以被智能电网所接纳，就必须要以要点作为研究重点。

2.1运行方式

智能电网运行的方式较多，电网的流向往往是不能确定的，由此就需要继电保护系统自行适应电网的主要流动。图1中的P5是智能电网中电源点最主要的接入范围，但是其也可被单独的分离出来，作为一个独立的电源点进行使用。这样的电源点内部的电流走向是非常复杂的，很难确定，因此必须要进行距离保护，电流保护的同时需要注意保护定值能够根据不同的运行方式以及潮流流向做出适当的调整，同时针对保护定值以及相关信息实时做出相应反馈调节。

图1智能电网网络结构示意图

2.2保护功能必须从实际出发，根据要求作出改变

例如在图1中，将节点N5从系统脱离，与N5相关联的四个线路保护装置将脱离全部退出系统运行，四条线路L1，L2，L3，L4的潮流因此随时之改变，将四条线路整合为两条线路，但搭配的方式有以下三种：①L1和L4组合、L2和L3组合；②L2和L4组合、L1和L3组合；③L3和L4组合、L1和L2组合。假如以最后一种线路为例子，线路L3和L4对应的保护由节点N13，N4处安装的线路保护实现，这两条线路的距离长度发生改变其对应的阻抗也会随之改变，相应N3，N4节点处保护装置的定值、保护范围都需要根据其运行方式做相应的调整。当然线路L1和L2对应的保护由节点N1，N2处安装的线路保护实现，这两条线路的距离长度发生改变其对应的阻抗也会随之改变。

2.3环境因素对电网数值变化的作用

在设计和创建智能电网的过程中，可以借助分散的传感器帮助电路调节温度，从而第一时间关注温度的变化。传感器将会为电路的功率进行调节使其达到最靠近运作期间的最大数值。因此我们需要针对以上问题调整输电线路的负荷保护的峰值，来面对环境因素给保护装置造成的不利条件。

3.智能电网背景下继电保护技术分析

3.1智能传感技术

智能传感技术在继电保护信息方面具有采集方便、信息可靠等优点，为继电保护发挥作用提供支持。例如变压器的保护，它以传感技术为基础，在变压器的本身、一次侧和二次侧都设置了智能传感器，根据其用处不同，设置的传感器也有所不同，一般有振动、温度、液面及流量传感器等等，能够对变压器进行检测和控制。在一次侧和二次侧位置上安装振动传感器，检测位移。在变压器本体上安装振动传感器检测位移、安装温度传感器检测温度、安装液面传感器检测油面位置、安装流量传感器检测气体和液体的流量。

3.2超高压交直流混输技术

超高压交直流混输技术在“三横三纵”电网结构建设格局形成后，对继电保护技术提出了更高的要求。在应用超高压后，电网的暂态特征在故障期间更加明显，逐渐变慢的电网非周期分量衰减增加了谐波分量，从而提高了对继电保护互感器的性能要求。智能电网下的继电保护互感器能够有效处理超高压交直流混输技术中的滤波和谐波分量。

3.3电力电子元件的应用

功率整流二极管、可管断晶闸管、功率静电感应晶体管等电力电子元件在智能电网的不断发展中也得到广泛应用。在继电保护装置的设计上，为了避免由于电力电子元件开关频率大导致的大量谐波影响电网的运行，需要对其多加考虑，尤其是直流线路中。行波信号的不稳定现象在直流线路中界线方式、柔性交流输电系统元件及波速的影响下十分突出，是必须要解决的问题。而电力电子元件的应用在提高电能质量，改善电网监控系统方面也具有非常重要的作用，其技术也在智能电网背景下得到发展。

4.继电保护技术的应用

4.1在数据实时控制中的应用

智能电网的特点决定了其中的数据信息量大，随着电网运行时间的不断增长，相关的数据也会随之增多，继电保护技术的可以对智能电网中的海量数据进行实时控制，为电网的安全、稳定、运行提供了强有力的保障。在智能电网中运用继电保护设备时，对数据的实时控制是首要考虑的因素，如果继电保护设备的数量过多，则会导致电网中相关数据的实时性变差，基于这一前提，使得继电保护技术在智能电网的早期运行中受到了一定的约束，必须采用同步交互的方法保证继电保护的同步性。通过对智能电网中相关数据的实时控制，可以使继电保护的效率获得大幅度提升，这样除了能够增强继电保护控制的准确性之外，还能使继电保护始终处于最佳的控制状态，从而为智能电网中各类设备的运行提供保护，在这一前提下，可确保智能电网的运行稳定，有助于减少故障问题的发生。

4.2在变量控制中的应用

变量控制是继电保护建模的主要依据，通过对继电保护设备进行综合性分析，并运用建模后计算出来的数据，可以获得切实可行的后备保护策略，同时，对继电保护装置进行科学配置，可实现保护设备的智能化运行。依据建模参数确定出来的后备保护方案，可以在智能电网发生故障或异常情况时，自动完成隔离动作，保证了继电保护作用的发挥。

4.3广域保护

智能电网中存在多点信息，广域保护可以利用这些对电网中的故障进行快速、准确、可靠的切除，从而确保指智能电网的正常运行。

综上所述，智能电网网络本质的特点和构造对于原有的电网继电保护系体系和智能化电网继电保护体系间具有许多的差异。所以，应进一步加大对继电保护技术的研究力度，除对现有的技术进行不断改进和完善之外，还应开发一些新的技术，从而使其能够更好地为智能电网服务。

参考文献

[1]王圣元,刘燕.智能电网下继电保护方式相关问题[J/OL].农村电气化,2016,(11):33-34.