论智能电网环境下继电保护技术的变革与提升

范海波+尤玉新+孟祥龙

【摘要】继电保护设备是维护整个电力系统正常运行的重要组成部分，对变电站的继电保护配置的设计研究，维护整个电力系统的安全稳定运行是相关工作人员的首要研究课题。本文将简要概述继电保护的概念，对继电保护的现状进行描述并阐述继电保护的核心技术。论述智能电网环境下继电保护技术的变革与提升，对继电保护技术在智能电网中的重要作用和意义作简要阐述。

【关键词】继电保护 构成核心 变革与提升

继电保护是指采用自动化的措施和设备保护电力系统及设备。随着经济的不断快速发展，电网系统规模的不断扩大，继电保护逐渐显示其必要性。计算机与继电保护相结合在计算机行业快速发展的大趋势下应运而生，这一结合很大程度上推动了供电企业的继电保护技术。

一、我国继电保护现状

随养我国经济的发展，各类用电设备急剧增加，电网系统规模不断扩大，继电保护技术也随之日益发展。继电保护与前沿技术相结合，尤其是计算机在继电保护中大量普及，使得电力企业能够利用计算机的数学运算能力和逻辑处理能力，从而提高安全保护的能力。更重要的是，随之计算机技术的发展，人工智能等先进技术也取得了长足进步。电力系统继电保护是一种普遍的离散控制，分布于系统的各个环节，而对系统状态进行判断，是实现保护止确动作的关键。由于人工智能的逻辑思维和快速处理能力，人工智能己经成为状态评估的重要工具，越来越多的应用与电力系统的多个方而，特别是继电保护方而。相比于人工操作，人工智能具有更强的灵敏性和速动性。不可否认的是，在可靠性方而，人工智能仍能还有很大的进步空间。另一方而，计算机网络作为新时代信息处理和数据通信工具己成为信息时代的技术支柱，将其与继电保护相结合是实现现代电力系统安全、稳定运行的重要保证。应用了网络技术的电力系统继电保护技术使每个保护单元都能共享安全系统的运行和故障信息的数据，使得各个保护单元在分析这些休息和数据的基础上协调动作。目前来看继电保护的网络化己经开始实施，但是还处于起步阶段，要实现我国继电保护的全而网络化，还需要广大技术人员的不懈努力。

二、智能电网继电保护的核心技术

智能电网的建设具有划时代的意义，它的出现使得我国电网技术有了很大的突破，产生了巨大的经济和社会效益。继电保护主要有以下几种核心技术：

（1）广域保护技术。传统的继电保护几乎没有自适应判断能力和保护能力。随着智能电网技术的出现，“广域保护”这个词逐渐被人们所认知。广域保护是指指定一个子域作为分析的单位，采集该子域的继电保护信息，并进行域内和域外的综合判定。目前，广域保护技术已经日趋成熟，主要分为继电保护和安全自动化控制，继电保护可以实现简化保护配合、缩短保护动作时间等目的。

（2）保护重构技术。智能电网中，保护重构技术是一项全新的继电保护技术，继电保护系统的重构应满足下述原则：一是功能完整性。通常重构后的继电保护系统應达到或超过原有的保护系统的功能，同时允许紧急情况下对某些功能（例如保护动作速度、选择性）的降阶或解除，以满足系统最低安全指标。二是重构的快速性。由于一次系统一刻也不能脱离继电保护，因此继电保护系统自身的重构应快速有效。在有多套保护需要重构时应在维持最低功能的前提下选择分步实施或同时实施策略。三是重构的可靠性。继电保护重构时要重新选择设备组合，所构建的新系统必须保证可靠性指标满足要求。四是重构的经济性。继电保护系统的重构需要对设备资源进行重新划分，因此在保证可靠性的同时应尽量减少对资源的占用。

三、智能电网环境下继电保护技术的变革与提升

智能电网的规划与发展对电能传输的特点产生了巨大的影响，数字化和信息化使智能电网与传统电网产生了十分大的区别，因此，继电保护技术也要随着智能电网的发展而发展。

（1）向数字化方向发展。由于互感器故障的减少，我们不用再考虑由互感器故障所引起的回路接地和回路断线等故障，利用数字化的传感器，能够提高继电保护的整体性能，使所有的辅助功能得到简化，来提高继电保护水平，为我国智能电网建设提供先进的继电保护技术。

（2）向网络化方向发展。 作为智能电网实现数字化转变的关键，网络化的继电保护装置可以有效提高智能电网的运行效率，电力管理者能够通过数字接口向继电保护装置发送控制信息，来对整个智能电网进行自动化的全操控。与此同时，还能将智能电网技术和网络技术结合在一起，让用户利用网络来实现对继电保护装置的配置，使继电保护装置的可操控性得到明显提高。

（3）向协同保护方向发展。传统保护仅能够对定值进行自整定保护，同时还要结合被保护线路的运行状态。智能电网的出现使得这种保护技术得到了全面提升，继电保护能对基于全网信息的保护状态实现自动化配置和整定，使整个继电保护系统能够实现互相保护，使传统的分散式独立保护转变为协同保护模式。

（4）应用新原理与新技术。智能电网中风能、太阳能和生物能等新型能源的随机接人，会给电网运行的安全性带来一定的挑战；同时，在智能电网背景下，更加快捷、灵活的调度方式将实现对电能传输方式和潮流方向的灵活调整；以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将取代传统电网的故障暂态特征。因此，应用和以上变化相适应的继电保护新原理和新技术，将是未来继电保护发展的主导方向，同时也是相关研究的关键课题。

四、继电保护在智能电网中的重要作用和意义

目前，我国的国民经济正处在高速发展中，对电力的需求也越来越大，电力供应企业正承受着前所未有的压力，很多人口密集的城市和地区都出现了供电危机现象。为了使电力供应紧张的现象得以缓解，企业不得不采取措施，进行停电和限电，同时加强了对智能电网电力系统安全的维护力度。作为电力系统的第一道防御手段，继电保护技术可以有效地保障电网的安全运行，一旦电网中存在故障，继电保护装置就能在第一时间内将出现故障的设备自动切除，同时发出预警信号，使工作人员能够在第一时间内发现故障，采取有效措施进行解决，从而最大程度地降低了由电网故障造成的企业损失。因此，继电保护在智能电网中有着重要的作用和意义，企业应当大力发展和研究这项技术，以保证智能电网运行的安全性。

总之，经济快速发展的基础必定扩大了许多工厂对电力的需求，电力系统所承受的压力也会越来越大，因而，电力系统的保护工作就成为了许多电力公司的首要任务。继电保护技术在智能电网电力系统的保护工作中取得了很大的成效，许多供电企业都在增强继电保护技术的研发力度，争取在现有的基础上做的越来越好，继电保护技术将会被广泛的应用到大部分的供电企业中。