智能电网环境下的继电保护初探

代彦彦 陈谦

摘要：伴随智能电网的不断发展，其继电保护技术也得到了更新发展，为建设智能电网提供了重要的设备技术保障。继电保护技术在智能电网建设过程中有着非常重要的作用。本文主要对智能电网环境下的继电保护进行了分析研究。

关键词：智能电网；继电保护；现状；特点

引言

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革，是未来电网发展方向。在智能电网环境中，新一代的继电保护装置提高了装置的性能，为信息的传输提供了便利的条件，智能电网推动了继电保护的发展，使继电保护向着网络化、信息化和通信一体化发展。继电保护的传统技术在智能电网坏境下有明显的不足，还有许多问题需要改善，但是经过专业技术人员的不断探索与创新继电保护技术将适应电网需要逐步向智能化发展，跟进电网建设步伐，为智能电网建设与发展保驾护航。

一、智能电网发展及其继电保护现状

1、智能电网发展

随着我国电力消费的快速增长，电力调配负荷也在迅速增长，传统电网的继电保护缺陷日益明显。继电保护是电力系统的重要组成部分，对于保证电力系统安全可靠运行有着重要意义。由于传统电网继电保护的电源点潮流流向是固定的，易由于不合理操作，导致继电保护相关性能不能正常发挥；同时系统传感器及智能设备不足，不能持续地对外界进行检测和观察，发生严重的外界干扰时，如自然灾害、极端天气等，不能自动预警，系统的抗干扰能力低，不利于电力系统的安全运行。智能电网主要是以集成的高速双向通信物理网络为基础，创建开放系统，组织各级电网进行协调发展，整个系统中的数据，并将先进的传感测量技术、信息技术、计算机技术以及先进的决策支持系统纳入应用范畴内，通过这种方式而使电网系统具有自动化、互动性、智能化以及高度集成等特点，有助于电网运行和管理的优化，从而实现电网的安全、可靠运行。智能电网的网络拓扑结构、通信及决策系统具有灵活发达、高度集成、实时运行的特点，智能电网还有着快速故障诊断和排除系统以及新型继电保护系统。

2、智能电网继电保护现状

就当前来看，电力系统的发展向超高压及大联网系统发展，并且在发展的过程中，继电保护的可靠性、安全性及灵敏性成为研究的重要内容。继电保护是对电力系统中的元件加以保护，避免元件发生异常及短路现象，从而实现保护的目的。电力系统运行过程中，继电保护装置具有基本特征，包括可靠性、选择性及速动性。尤其在智能电网的运行中，采用先进的科技水平可对继电保护的性能进行强化，进而确保运行的方式。加上当前电网的信息化、数字化建设，使用先進的技术可解决多个设备、变电站网络的问题，为生活、生产提供高质量的电能供应，实现继电保护的快速发展。图1为智能电网继电保护构成示意图。

二、继电保护技术的特点

1、数字化

智能电网中互感器的传输性与传统电力网络模式相比，有较大幅度的提升，对运行过程中的故障起到了良好的消除作用。基于此特性，智能电网在运行过程中对电流互感器饱和、二次回路接地和二次回路短路等故障可忽略。继电保护装置的性能会随着电气量信息传输真实性的提高而提升，且在发展过程中，数字化传感器将广泛应用于继电保护装置中，使智能电网的继电保护性能得到整体提升。

2、网络化

在智能电网信息化、自动化的同时，传统的继电保护操作人员的工作方式、信息共享、网络平台的建立将会受到智能电网的影响促使继电保护系统网络化。网络化对继电的保护主要表现在信息的获取和发送，网络化给继电保护带来了安全，使得网络是实现了共享式，这样信息的获取与发送使电网运行实现高效化，把突变站的所有设备的信息都紧密联系在一起。信息传输的网络化使得控制信号更加及时准确的传递于整个系统中。

3、自动整定

在智能电网中采用的继电保护装置通常为自适应继电保护，其特点在于可根据电力网络的实际运行方式、存在的故障对保护性能、保护定值和保护特性作出相应改变，可很好地配合与适应电力系统的变化，有利于智能电网中继电保护性能的转变。智能电网在运行中的频率会受到自适应控制系统的影响，进而产生相应的变化。应用自动整定技术后，电力系统中单相接地短路时的过渡电阻、故障发展方向的判定都将随之受到一定的良性影响，其在保护性能的提高上发挥着重要的促进作用。

三、智能电网环境下的继电保护

根据智能电网的运行环境及状态，着重分析继电保护。继电保护在智能电网中主要体现在三个方面，分析如下：

1、广域保护

继电保护中的广域保护技术在智能电网内，以电网子集为分析对象，同时作为继电保护的运行单位。继电保护根据电网系统的子集状态，选择保护信息，通过分析继电保护的信息，明确智能电网的运行状态。广域保护将电网运行范围划分成域，利用广域的范围处理智能电网的保护信息。广域保护技术的核心为控制与保护两个部分，广域保护中的控制理念，是为智能电网提供自愈的方案，方便智能电网运行中的自我保护，在最短的时间内保护智能电网，而广域保护则注重电网的状态与运行，致力于找出智能电网故障的原因，按照原因提出匹配的解决措施，由此能够解决智能电网中较为复杂的问题，体现继电保护的可靠性。广域保护技术属于继电保护中的核心，保障继电保护更加适应智能电网的运行环境，跟上智能电网的发展速度，确保智能电网的全面运行。

2、保护重构

智能电网的发展速度非常快，电力系统的智能化环境内，继电保护面临一定的压力，继电保护必须与智能电网保持同步状态，才能发挥继电保护的作用，解决智能电网中的各项安全问题。继电保护中的保护重构技术，可以根据智能电网的具体需求提供重构保护。例如：智能电网的运行方式发生变革，相对应的继电保护需通过保护重构的方式，适应智能电网的运行新方式，确保电网保护的可靠性。继电保护对系统重构的需求比较大，通过重构继电保护的功能，为智能电网提供诊断、保护的作用，及时继电保护的各项部件出现问题，也能快速、自主的寻找保护元件，协助继电保护系统恢复功能，因此，保护重构技术按照智能电网的环境要求，重新组合继电保护的功能，促使其适应智能电网的需求和发展。

3、保护设备

继电保护为适应智能电网的环境，还需采取科学智能化的设备，以此来保障继电保护的性能。电力系统内，智能电网构建的过程中，已经安装了大量的传感器，可以为继电保护提供数据信息，方便继电保护了解智能电网的运行。根据继电保护的需求，电力企业应引进先进的保护设备，如智能设备、传感装置等，完善继电保护的应用，一方面可以熟悉智能电网的具体情况，另一方面还能准确的评估传感信息，缓解继电保护信息处理的压力。目前，电力企业积极建设智能电网的同时，非常注重继电保护的应用，着重更换继电保护设备，促使其可提供精准的电网信息，强化继电保护的性能，发挥继电保护设备的性能优势。

结束语

我国现阶段的继电保护框架属于刚性框架，其网络条件、保护对象和连接方式均是预先制定的，这在一定程度上导致适应能力和转换能力具有局限性。因此，在今后智能电网继电保护运行的过程中，需不断改进和更新，从而实现智能电网中继电保护性能的进一步优化，保障智能电网的安全运行和稳定发展。

参考文献

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