智能电网背景下继电保护的关键问题及对策

陈洪利

在电力系统中，用电保护器是该系统用电安全的重要保障，是电力系统智能化组网建设过程中继电保护系统的重要电器元件。在组网过程中，继电器保护系统要结合设计要求和实际情况，根据电力体系的科技发展水平实时进行更新换代，使其与科技发展水平和实际情况有机结合，全程对接。本文总结了智能电网环境下用电保护系统应用过程中的一些经验和问题，并对其进行深入分析與研究，希望能为同行们提供一些参考。

智能电网;继电保护;问题

当前，智能电网技术蓬勃发展，并成为我国电力事业重要的组成部分。智能电网在对电力系统“发配电、输变电和用电”方面打破了传统方式，为电力系统带来了颠覆性的变革。它充分利用信息技术和计算机技术，实现了智能化操控。因此，在这智能电网系统中，对继电保护装置提出了更高的要求和更加严格的控制及使用标准。

当前，我国电力事业已经迈入了一个新的台阶，智能电网中继电器保护在电力组网过程中的的作用显得尤其重要。诸多企业在经济社会快速发展的环境下，对电力的需求逐渐增多，要求也越来越高。电力危机在个别大中城市时有发生，致使供电企业面临重大考验。为分担电力企业负担，缓解供电压力，电力企业着眼于电力发展需要，将智能电网的技术应用于电网工程的开发和建设中。继电保护作为电网系统中关键的用电安全预防手段和措施，而被广泛应用于电力组网工程建设当中。当电网系统出现突发故障时，继电保护立即启动对险情或问题的拦截或阻断，迅即发出警报通知检修人员进行抢修。继电保护能够有效地对电网进行实时保护，防止灾害的发生。它既能为供电企业缩短维修抢修时间，又能为供、用电企业供用电安全进行故障、险情预防和保护，避免给企业造成经济损失或者人身伤害。因此，继电保护体系在智能化电网安全运行过程中起到了重要的安全防护作用，是智能化电网安全运行不可缺少的重要体系，是供电部门不可忽视的重要的安全措施和手段。

近年来，我国电力事业发展水平处在国际前列，其智能化组网规模和能力稳居世界第一。智能电网主要由以下四部分组成：一是智能电网系统硬件设备部分。它是电网系统的物质载体，智能电网依靠这一载体作为基础体系确保智能电网正常运行;二是智能电网的软件系统部分。它是智能电网中的通信、控制和信息化综合运行系统，是智能电网的核心部分，为全网智能化提供技术支持;三是智能电网服务体系。它是为用电单位提供智能服务支持的窗口，是智能化电网高校运行的信息管理系统;四是智能电网规范和运行机制体系。它是智能电网规范和制度管理系统，主要作用是为智能电网系统经营和运行过程中制定标准、提出要求，实施奖励或处罚，是智能电网的指挥和管理中心。

（一）超高压电网互联对继电保护方式产生的影响

在智能电网中，超高压电网互联对继电保护的可以通过提高超高压式电网来实现。对于电网的继电保护方式也有相应的要求，具体如下：一是在超高压式电网中出现故障时，通常情况下是电力谐波数值过大，减慢了非周期数值，电网出现明显的暂态。从而导致电网的保护出现失误，降低了保护措施的及时性和可靠性;二是个别超高压电网线路布置过长，对电容、电流保护功能产生不利影响;三是同塔的多回线路以及双回线路在出现故障时，电网参数偶有不平衡，会影响到继电保护体系正常运行;四是继电保护对变压器保护时，谐波含量区域故障造成保护困难;五是在继电保护对电网进行保护时，智能电网之间会产生相互作用，对电网产生影响，导致电网出现故障，造成智能体系计算差值。

（二）信息化设备对智能电网的潜在影响

在智能电网中，智能化电子设备会对电网的故障造成一定影响，从而导致电网故障数据分布和特整数据产生影响。比如，FACTS装置安装调试或运行过程中，会对短路故障的分布和特征数据产生明显计算偏差;还有，电力系统中的风机设备出现故障，会对风电接入产生影响等等。

（三）继电保护系统与电网控制系统的配合

在智能电网中，继电保护系统要与电网控制系统中的FACTS 装置、直流电运行、风电设备和光伏电站合网等项目中要加强配合。尤其要加强与FACTS装置的保护时继电保护系统要密切配合，确保电网安全运行。

（一）智能电网体系中继电保护系统的数字化

在智能电网中，将继电保护智能化是电网智能化安全运行重要管理手段。一是在电网监测、检测过程中实行数字化管理，实现电网系统中各个传感器与数字化载体进行连接，实现监测、检测数字化;二是实现电力系统信息传递数字化，将电力系统中的通讯信号通过数字化形式进行传输;三是在光线网络中，电网系统数据可以通过数字化进行相互间的信息快速传输。数字化的电子互感器的体积变小，绝缘性能出色，信号传递可增加暂态的性能，更好地降低检测数据误差，使互感器准确性更高。因此，在智能电网中，继电保护数字化可以简化继电保护功能的操作程序，提高继电保护系统效率和安全系数。

（二）智能电网体系中继电保护系统网络化

近年来，我国电力事业发展迅速，建设规模宏大，变电站网络化运营取得了显著提升，继电保护系统也在变革中实现了网络化运营管理。在变电站电网系统的统筹规划中，继电保护系统规模大幅增加，继电保护系统网络化得到充分加强。继电保护系统网络化让了保护系统中的信息传递速度更快、更准时、更安全可靠，为检修人员全天候监测、检测提供了方便条件，为运行维护和故障排除节省了时间。同时，数据的可靠性明显提高，为检修人员排除故障提供了技术保障，既提高了继电保护效率，又能节省了时间和人力物力的投入。

（三）智能电网体系中继电保护系统的广域化

回看传统继电保护体系中，我们发现其基本采用单方向或双方向的信息搜集方式。通过技术更新和换代，在现代的智能化电网系统中采用的是“广域型继电保护”。其技术特点是，可实现多点数据采集，能够对保护中的问题及时控制和处理。广域化继电保护有三种模式：一是集中式广域继电保护模式;二是分布式广域继电保护模式;三是集中与分布综合继电保护模式。采用广域化的继电保护模式，可以对电网展开全面的检修，既能适应智能电网中运行数据的变化，又能减少对整定数值的依赖。在当前的智能电网中，广域继电保护在WAMS 网络也被融入到智能电网的控制系统，强化了继电保护性能。广域继电保护技术的应用对提高智能电网的保护体系安全运行起到十分重要的作用。

（四）智能电网体系中继电保护的自动化

传统电网继电保护体系是依靠整定值对电网进行保护，其功能和作用受到限制。一是保护措施不能够将电网进行全面地保护;二是如果电网系统中的整定值出现差错，那么就会造成继电保护系统的全面失误，后果严重。因此，在智能电网中，整定值的自动化建设十分必要，这能够实现继电保护系统对智能电网的全方位保护，实现对电网信息体系的整合，使继电保护系统对电网实施及时可靠的保护。

综上所述，在国家经济快速稳健发展的形势下，国家电力事业发展势头日新月异，电网系统智能化模式是国家电力事业现代化发展的发展方向。因此，电网系统中的继电保护数字化、网络化、广域化和现代化，必然成为智能电网建设过程中重要手段和发展模式。只有做好继电保护系统的智能化，才能够为智能电网的应用和发展提供安全、可靠的保障。

[1]刘桂红.试论智能电网环境下的继电保护[J].低碳世界，2016，23：38-39.

[2]林超.基于智能电网环境的继电保护分析[J].科技与企业，2015，04： 244.

[3]吴世荣.探究智能电网环境下的继电保护[A].旭日华夏（北京）国际科学技术研究院.

[4]首届国际信息化建设学术研讨会论文集（二）[C]. 旭日华夏（北京）国际科学技术研究院：，2016：2.