智能电网环境下的继电保护

祁涛

摘 要：首先简洁性地阐述了我国智能电网建设的意义及其发展概况；其次说明了智能电网继电保护主要包括单元件保护和广域保护两方面的内容；最后提出智能电网对继电保护产生的主要影响，即数字化趋势和网络化趋势。

关键词：智能电网；继电保护；单元件保护；数字化

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）22-0045-02

近年来，随着我国经济的快速发展，现代化智能电网已经替代了传统的电网，为我国电网事业又好又快的发展提供了重要保障。传统的继电保护已经跟不上智能电网继电保护发展的步伐，而且部分继电保护人员所具备的保护技能相对落后，这给他们带来了前所未有的挑战。但是，机遇和挑战总是并存的，继电保护人员在面临挑战的同时，也拥有良好的发展机遇。

1 我国智能电网的发展概况

目前，我国智能电网的发展步入了高速阶段，很多大型工业和基建企业都已经融入了智能化的电网技术。先进的智能化电网技术能为相关企业提供更为现代化的技术和管理理念，智能化的电网系统将是当前及后期建设、更新升级的主要发展目标。由于电网的智能化建设牵涉部门及行业众多，对相关技术要求非常高，所需的资金数量也很庞大，因此，我国智能电网的建设逐步受到了重视。纵观全球电网的发展历史，智能电网市场非常有潜力，在国外很多国家的电力市场中，智能电网占据了主导地位，为本国的经济建设和发展提供了重要支持。根据我国智能电网的建设和规划，在“十二五”时期，智能电网建设将从试点阶段步入推广阶段，后期，中国电力企业联合会将按照规划加大对智能电网技术的研究力度，制订符合我国实际的相关制度。相关数据显示，国家电网将在2009—2020年期间共投入3 900亿左右的资金来建设智能电网，占整个电网投资总额的11%，在10年内建成强大的智能电力网络。2011—2015年是我国智能电网的全面建设阶段；2016—2020年为智能电网的全面提升阶段，其技术、装备将处于国际领先地位；2020年之后，我国初步建成智能电网全覆盖，并加大对运行电网智能化的更新升级，进而在全国范围内建成智能化的电网。

2 智能电网继电保护的主要内容

当前，我国智能电网正处于全面建设阶段，智能电网的继电保护也要跟上其发展的步伐，进而更有效地为智能电网的运行起到保护作用。随之，单元件保护和广域保护成为了智能电网继电保护的主要研究内容。

2.1 单元件保护

单元件保护对象是智能电网中的重要设备，比如变压器、交/直流线路和发电机组等，其研究内容主要集中在改进传统元件保护方式及新算法原理等方面。

对于变压器保护，要重点关注励磁涌流的识别，由于励磁涌流具有随机性、非线性、多样性和混淆性等特点，从而将变压器保护的研究重点放在了其内部故障分析、计算和新算法原理等方面。

对于发电机组保护，要注重其内部短路保护，尤其是匝间短路保护，要更精确地制订发电机组保护设计、灵敏度检测和整定计算等方案，合理匹配发电机组实际承压力和反时限过流、过激磁等后期保护判据需求，保证定转子一点接地保护的可靠度。同时，在有效协调失磁、失步保护，智能电网保护，特殊的超大容量机组运行保护等方面还应进一步研究。

对于交流线路保护，在智能电网实际运行中，高阻接地容易影响其距离保护功能，在电网系统振荡发生短路问题时不能起到很好的保护作用，不易避开交流线路的负载能力。同时，在同杆并架双回线中，由于容易受到利用电量范围的局限、跨线故障和零序互感等的影响，因此造成较大的故障测距误差。

2.2 广域保护

随着智能电网建设的逐步推进，广域保护成为了继电保护方面的研究重点之一。以高效、及时的信息通信为基础，将多种类型的数据信息纳入保护系统，从根本上改变了继电保护的配置方式，使其能够显著地提高继电保护的运行能力。广域保护后备系统主要包括3种模式，即广域集中式、IED分布式和站域集中与区域分布相配合的模式等。其中，广域集中式以被保护设备为基本单元，通过直接的方式集合电网全部信息，从而对电网故障进行准确判断；IED分布式中的IED元件主要分布在被保护设备中，通过其元件采集相关信息，进而实现相应的保护功能。

3 智能电网对继电保护产生的影响

智能电网的继电保护为电网系统安全、稳定的运行提供了重要保障，加上智能电网系统中互感器电子化、变电站技术数字化、广域测量技术信息化以及交/直流输电和控制技术网络化等趋势，必然会深刻地影响智能电网的继电保护，尤其是其数字化和网络化趋势。

3.1 数字化趋势

数字化趋势对智能电网继电保护起到了极其关键的同步性作用，特别是在智能电网继电保护测量技术和信息输送手段这两个方面。随着我国智能电网建设和智能化设备仪器的逐步推广，电子化互感器取代了传统的互感器。互感器网络接口的应用是区分传统与电子化的重要方式，电子化互感器有机地结合了智能断路和网络保护装置各自的优势，进而简化了二次回路接线端口，为后期检修、维护提供了便利。

3.2 网络化趋势

随着智能电网系统的逐步完善，网络化趋势便成为了继电保护领域的重要特征之一。网络化趋势极大地改变了智能电网变电站技术，特别是其信息获取和发送两个方面：①智能电网通过网络化数据传输，可以实现共享各站点之间的信息，进而获得了相关设备元件的有关数据，为后期继电保护及时提供了信息来源，有效地降低了工作人员的检修难度；②智能电网利用数字化智能断路器、跳合闸等控制相关信息的传送，既能保证信息的准确度，又能提高传送的效率。

4 总结

综上所述，我国智能电网的建设对电力输送、配给、使用等环节都产生了极大的影响，并使继电保护运行环境也相应地发生了很大的变化，提高了电网保护要求。目前，我国已建立起了先进的智能电网信息管理平台，为后期的继电保护提供了有效的广域信息集成条件，进而增强了继电保护的功能。

参考文献

[1]王增平，姜宪国.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制，2013（02）.

[2]唐昊.试论智能电网下的继电保护技术[J].机电信息，2013（36）.

〔编辑：刘晓芳〕