智能电网继电保护技术探讨侯磊赵瑞

智能电网继电保护技术探讨侯磊赵瑞

侯磊赵瑞

（国网沧州供电公司）

摘要：智能电网的建设是电力系统的一次重要变革，是电网未来的发展方向。对于智能电网系统而言，继电保护装置就像是促使其正常工作的保障。不及能够及时的发现其中存在的问题，解决产生的故障；还能够通过装置迅速的对电力系统元件中产生故障进行及时的反映，以实现电力系统发生的各种故障的迅速与正确的隔离，以实现大面积地区停电事故的避免，确保电力系统安全和稳定运行。本文分析了智能电网将对继电保护的影响，论述了智能电网中继电保护技术的应用。

关键词：智能电网；继电保护技术；应用

智能电网是我国电网发展的必然趋势，与传统的电网运行相比具有无法比拟的优势，不仅带来了新的设备与技术，提高了电网运行的效率与质量，并且在很大程度上提高了电网运行的安全与稳定，这一点与继电保护技术密不可分。在智能电网环境下，继电保护技术得到了广阔的应用平台，进入了一个全新的发展阶段。现阶段，我国正处于高速发展的新阶段，电力事业更是国计民生的重要组成部分，因此加强对智能电网中继电保护技术的研究具有十分现实的意义。

一、智能电网概述

通俗来讲，智能电网就是电网的智能化，我国智能电网建设过程中，一般采用电网网架，通过各级电网协调发展的形式。现阶段，智能电网中融入了计算机技术、信息技术、通讯技术等高科技，逐渐形成了一个互动性强、自动化程度高的统一电网系统。智能电网在实际应用过程中，能够在电网故障或者事故发生后，在最短的时间内恢复电网运行，不会由于故障或事故的发生影响电力供电。继电保护在智能电网中的应用，将会使故障的影响降到最低，使电力企业损失降到最低，对保证用户用电质量具有十分重要的作用。智能电网的使用，提升了电力输送的能力与效率，并且提高了电力供电的安全可靠性，降低了电力输送过程中电能的损耗，降低了污染物的排放，在环境保护方面具有重要的意义，同时具有经济效益、社会效益以及生态效益等多重效益。智能电网运行过程中，构建了一个更加智能的运行平台，能够对电力用户实施更加灵活的调整与管理。电力用户接入、退出电网更加便利，实现了用户信息、电网信息等的共享，提高了电网运行信息的透明化。

二、继电保护技术作用与特点

继电保护技术应用，主要作用是对电力系统中的设备、元件进行有效的保护，避免元件发生异常或短路，通过对电力系统中设备电气量的变化来实现具体的保护。在电力系统运行过程中，继电保护能够对系统中各个设备运行情况进行实时监视，保证设备正常运行。同时能够在系统发生故障的第一时间，通过特定的保护动作将故障部位切除，确保其他线路、设备的正常运行。另外，继电保护装置还具有警报功能，能够在故障发生时发出警报信号，提醒相关人员及时的进行处理。继电保护装置在电网运行中的基本性能，具有灵敏性、选择性、可靠性、速动性等特点。智能电网运行过程中，各种先进技术强化了继电保护性能，提高了继电保护的有效性。

三、智能电网将对继电保护的影响

作为电力系统安全稳定第一道防线的继电保护，按传统电网进行设计和配置不能适应于智能电网。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，必然对电力系统继电保护带来影响。

1、数字化。智能电网的一个重要特征是数字化，对继电保护而言：一是测量手段的数字化，二是信息传输方式的数字化。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广，传统的互感器将逐步退出运行。电子式互感器采用网络接口，通过网络保护装置和智能断路器连接，简化了二次回路接线，易于维护。

2、网络化。对继电保护来说，数字化变电站的网络化带来了两个方面的变革：一是信息获取，虽然继电保护主保护的功能仍然是“自扫门前雪”，但由于网络数据传输的共享性，可以获取全站相关设备元件的信息（电气量信息）。二是信息发送，由于采用带数字接口的智能断路器，跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。

3、广域化。近年来，随着我国电网信息化进程不断推进，继电保护信息专用网络也已初步建成，将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务，但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

4、输电灵活化。智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高，控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外，我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量增加。

四、智能电网中继电保护技术的应用

1、智能电网的出现，对电网中继电保护技术提出了更高的要求，使得继电保护研究成为电力发展中不可缺少的研究重点。在智能电网中，继电保护技术应用呈现多元化、复杂化的发展趋势，不仅包括信息技术、计算机网络计算、控制技术、电子技术等，还包括了一些专业性的技术，由于融合了各种技术，使得继电保护技术优势更加突出。

2、继电保护技术在智能电网中的应用，应该考虑其运行方式的灵活性以及潮流方向的不确定性，对电流保护、距离保护等进行实时的调整，确保继电保护定植能够适应；同时需要对继电保护装置的保护范围、定植、功能等，根据具体的运行方式进行调整，并结合智能电网信息保护对其定植实施修整；智能电网运行中信息监控主要是依靠电网中分散的设备传感器实现的，它能够对各个电路、设备的容量、温度等实施监控，对其运行功率进行调整，接近电网的运营极限。这个过程中需要对线路负荷保护定值进行调整，以适应线路温度、容量等变化造成的影响。

3、随着模糊算法、神经网络、遗传算法、人工智能技术等出现，继电保护技术逐渐在智能电网中应用。在实际运用过程中，通过人工智能技术，解决了多个复杂的非线性为题，使得继电保护技术向着更高层次发展；智能继电保护技术，能够对电力系统中运行故障处理、运行方式改变等，通过保护性能、定值、特性等方面的改变，使其具有实时保护的功效。随着智能技术发展，自适应继电保护技术发展起来，并迅速应用到智能电网中，自适应技术能够保证继电保护技术在短时间内适应电力系统的变化，提高智能电网的可靠性，不仅实现了对电力系统的有效保护，还提升了电力系统的经济效益。

五、继电保护技术在智能电网的发展前景

1、继电保护技术网络化发展趋势。继电保护技术和计算机网络技术息息相关。实施网络化技术是符合继电保护技术开放性发展要求，既能给继电保护技术提供直观的操作检查范围，又能为继电保护的更新提供有力的支持。发展继电保护网络化有两大优势：第一，可以通过计算机网络模拟，分析出电力系统运行中可能出现的故障，提前预防；第二，一旦事故发生，网络化继电保护装置不单单可以反映出故障，也可以发映出故障的起因，具体时间地点，这样更有利于故障的处理。现在人们早已进入了信息化时代，在电力系统的各个组成单位之间可以通过网路实现信息资源共享。运用网络化继电保护技术，还可以简化繁杂的继电保护线路，更便于施工。

2、继电保护技术的智能化发展趋势。继电保护技术的智能化发展是现在电力系统发展的必然趋势，我国在二十世纪九十年代初，就开始了电力系统保护的智能化研究。如今，电力系统越来越体现智能化的管理模式，在这种管理模式下，既能减少对电力资源的浪费，也能给其他的技术提供无限的空间。近几年来，神经网络、进化规划以及遗传算法等人工智能技术也在继电保护技术中开始研究。特别是在一些大型城市中，神经网络也逐渐在继电保护中模拟进行，这也加大了继电保护技术智能化发展步伐。

3、继电保护技术的一体化发展趋势。我国目前为了测量电网电流电压、控制开关和保护线路运行，不得不将室外的所有变电站设备的测量和控制电缆都引到电力系统的主控室。由于电缆过多，既增加了投资资金，也让二次回路变得非常复杂。因此，一体化的发展已成必然趋势。一体化装置可以将各方面的数据汇总整理，简化以往继电保护复杂的工作。如今，我国在电力系统中开始试验的一体化技术有OTA（光电流互感器）以及OTV（光电压互感器）。

智能电网为整个数据信息的搜集以及故障判断提供了一个重要的依据，然而继电保护技术使得整个电网更加稳定。通过对智能电网的一些问题进行研究，找出比较正确的解决方案。继电保护作为一个比较重要的保护屏幕，不但可以保证电网的正常运行，还起到了缓冲的作用，是整个电网运行的保障。

参考文献：

[1]王增平，张执超，等.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制，2013（2）.

[2]张国威.试论智能电网建设中基点保护技术的运用[J].中国科技纵横，2014（24）.

[3]陈勇军，赵玉梅.智能电网中的继电保护技术分析[J].科技与企业，2015（23）.

[4]王向东，吴立志.浅析智能电网框架下的继电保护技术[J].工艺与技术，2014，（6）.