试论智能电网对继电保护的若干影响

姚展

(中山市电力工程有限公司,广东中山 528400)

试论智能电网对继电保护的若干影响

姚展

(中山市电力工程有限公司,广东中山 528400)

继电保护在电力系统中扮演着至关重要的角色,可以说继电保护能否正常运行直接决定着整个电力系统的能否正常生产,随着智能电网的扩建,电力系统的继电保护也迎来了新的挑战。本文主要介绍了智能电网中继电保护的构成、智能电网对继电保护的影响以及需要解决的问题,为相关电力工作人员提供参考。

智能电网 继电保护 影响和问题

1 智能电网继电保护的构成

随着电力技术的不断发展、电力市场的深入改革,智能电网应运而生。继电保护装置是实现电力系统网络以及相关设备监测保护的重要组成。随着智能电网的发展,对继电保护技术也带来了很大的影响。一方面,通过使用各种传感器来实时监控发电等关键设备的运行状况,再通过网络系统收集和整合得到的数据,最后分析数据信息并通过他们来检测运行状况并修正保护功能和保护定值。另一方面,与传统继电保护装置不同的是,这里它不但要搜集本保护对象的相关运行信息外,还需要得到其他相关联设备的运行信息。一般的智能电网继电保护构成示意图中,智能电网中是通过监控系统对左边两个框的输出信息(即保护对象的电气量和关联的其它节点运行信息)进行分析和判断,实时调整继电保护装置的保护定值并发出相应的命令。

2 智能电网对继电保护的影响

什么是智能电网？它是传统电网和新型科学技术的结合,即以物理电网为基础,融合通信、计算机、传感测量等新型技术,将发电、输电等环节集中起来,并将其联结成一个高度智能化的新型网络。众所周知,电力系统的第一道安全防线是继电保护,如果在智能电网中还是按传统保护方式来进行配置的话可能会有很多不适应的地方,因此必须对现有继电保护进行改进,也就是说,智能电网技术的应用将给继电保护带来深远的影响,具体表现在以下几点:

2.1 数字化

智能电网中继电保护由于互感器等装置的传输性能不断提高以及传输故障率的逐渐降低,有些在传统电网中需要考虑的故障问题在这里基本可以忽略了,比如二次回路断线等故障。除此之外,由于各层电气设备的信息传输准确性不断提高,使得继电保护装置的保护动作正确率也得到了改善,未来要做的就是通过研究方案来简化继电保护的辅助装置和提高其整体性能。

2.2 网络化

数字化变电站是采用分布分层的结构体系,对所有面向对象的数据进行统一建模,通过通信技术(及虚拟接口)来实现电网中各种智能设备间的互联。数字化变电站的不断发展使之对继电保护的要求也不断提高,未来继电保护向网络化发展已经势在必行。

2.3 输电灵活化

与传统电网比较,智能电网的一大亮点就是高校输电以及灵活控制。显而易见,智能电网中必定会大量使用累世可控串联补偿装置、STATCOM等交流灵活输电技术。另外,我国电网交直流混合输电的方式也会使得非线性可控电力元件逐渐增多,这些装置和技术的大量使用为智能电网的灵活性提供了物理基础。

2.4 整定自动化

在传统电网的继电保护中,它所采用的是自适应保护,通过被保护线路的运行状况来调整定值,因此它所得到的是局部的设备运行信息,而不包括其他相关线路的设备运行状况,相对来说缺乏完整性和整体说服力。而智能电网的出现就可以改变这种情况,因为它是通过联网来实现各种控制信号和设备运行信息的共享,继电保护得到的将不再是单一设备的信息而是全网的信息,并通过它们来判断并进行自动整定。

2.5 广域化

目前,随着我国智能电网建设的不断发展以及电网信息化的逐渐成形,大多数电力公司都支持一些新型电力网络的建设,比如基于PMU的WAMS网络建设等,另外,有关继电保护的专用网络也已加入建设进程,这些改变无疑会成为智能电网控制的重要环节。

3 智能电网继电保护需要注意的问题

智能电网由于信息化和数字化的特征出现使之与传统电网有了本质的区别,因此在继电保护方面,需要解决相应的问题使之跟上智能电网的发展的脚步。

3.1 保护定值的适时调整

首先,由于运行方式的灵活性以及潮流流向的不确定性,要求保护定值要具备自适应的功能。在智能电网网络结构图里,电源点既可以接入电网,也可以不接入电网,这样的话与电源点相连的线路潮流就具有不确定性,因此在实现电流保护原理时,就要求保护定值能实时调整,要做到这一点,跟传统继电保护中分层保护不一样,这一条线路的继电保护装置必须搜集包括本线路和与该线路相连的其他所有线路的运行信息,综合所有信息实时调整保护定值。

3.2 保护配置形态的改变

由上述可知,智能电网逐渐向数字化发展,这使得继电保护获取信息和发送信号的渠道相应地发生了变化,继电保护不再是通过局部设备运行信息来实施保护动作,而是通过网络上共享的控制信号来实施保护功能。数字化变电站各层通过建立高速网络通信和运用智能控制装置来实现智能开关的功能。在数字化、网络化高速发展的智能电网中,如何保证各个设备的准确动作,最关键的问题就是提高继电保护的可靠性,并针对不同的线路进行相应的保护配置。

3.3 安全自动装置性能的提高

由上述可知,智能电网中采用先进的PMU等技术为电力系统提供了广域信息,在传统的继电保护中,保护装置和安全自动装置是采用延时整定的原则,现在通过引入这些先进技术改变了之前的这些原则,使这些装置相应的保护性能得到了提升。

3.4 继电保护功能的发展

推进继电保护预保护功能的发展,可以在一定程度上减少事故的发生频率,将保护功能提高到预防、保护为一体的程度上来,对智能电网的发展很有帮助。

4 结语

近年来,我国智能电网建设取得了不错的进展,但各项技术依旧不成熟,作为电力系统安全运行的第一道防线的继电保护,在保证电力生产正常运行中起着非常重要的作用,需要对其进行不断深入的研究,来保证继电保护与智能电网的发展相适应,最终实现智能电网中电力系统的安全稳定运行。

[1]夏志敏,时寒香.解析智能电网对继电保护发展的影响[J].电源技术应用,2013(8):227-233.

[2]胡磊.浅析智能电网对继电保护的影响[J].无线互联科技,2011(4):51-53.