智能电网环境下的继电保护

王鹤霖 薛　磊

（国网黑龙江省电力有限公司牡丹江供电公司，黑龙江 牡丹江 157000）

智能电网环境下的继电保护

王鹤霖 薛磊

（国网黑龙江省电力有限公司牡丹江供电公司，黑龙江 牡丹江 157000）

相较于传统电网，智能电网对继电保护的可靠性、灵活性提出了更高的要求。也正因如此，如何在智能电网环境下做好继电保护工作，进一步确保电力系统的安全性、稳定性则具有十分重要的现实意义。本文笔者即结合个人实践工作经验就智能电网环境下的继电保护工作进行粗略的探讨，以期更好地服务于电力系统，促进智能电网的长久发展做有益的铺垫。

智能电网；继电保护；发展趋势

近些年来，随着我国经济的快速发展，现代化智能电网俨然取替了传统电网，并为我国的电力系统做出了更为巨大的贡献。而继电保护作为确保智能电网可靠运行的关键，亦成为当前电力系统关注的焦点。尤其是在智能电网环境下对继电保护工作提出了全新的要求与调整。所以，如何做好智能电网环境下的继电保护则具有十分重要的现实意义。以下笔者即结合个人时间工作经验，从几个方面入手，对智能电网的组成及其在智能电网下继电保护系统功能的实现进行粗略的探讨，并阐述了智能电网发展下继电保护技术的变革，以期为广大同行更加清楚的了解继电保护工作，做好继电保护工作做有益的参考。

1.智能电网的组成

由电网基础体系、电网技术体系、智能服务体系、电网规范体系，此4部分共同组成智能电网、其中，电网基础体系作为智能电网的重要物质载体，确保其运行可靠运行的重要基础，在智能电网中占据着十分重要的地位；电网技术体系则是智能电网重要的基础支持，其主要是利用先进的通信技术、控制技术、信息技术，以实现智能电网的智能化；智能服务体系则是确保智能电网高校、经济运行的关键所在，是实现资源、能源最大化的重要基础所在，并为用电客户提供必要的智能化服务；而电网规范体系作为智能电网的制度保障体系，其是对电网各项保准、规范以及各项指标的认证与评估。

2.在智能电网环境下继电保护功能的实现

通过分析，我们可以清楚地看到在智能电网的实际运行环境中，供电设备往往处于交互模式下，而发电设备则具备分布性特征。也正因如此，在智能电网环境下的继电保护就被提出了更高的要求。特别是近些年来，通信技术得到了较为快速的普及与发展，数字化智能技术也俨然成为当前社会各界关注的焦点，并且在智能变电站中得到了较为广泛的普及与应用。因此，在某种意义上，我们可以说在智能电网环境下必须做好继电保护工作的数字化发展，而这也势必会成为确保智能电网安全、稳定运行的重要基础所在。而以下我们用图1来清楚地展示在智能电网环境之中，继电保护功能如何得以实现。

图1　智能电网环境下继电保护的功能实现

3.智能电网环境下继电保护的主要内容

3.1单元件保护

通过分析，我们可以得知智能电网的单元件保护，其保护的主要对象就是在智能电网运行中发挥着重要功能的电气设备，如：变压器、发电机组、交流线路、直流线路等等，而对其的研究内容则主要集中在如何对传统的元件保护改进上。在变压器的保护方面，我们将对励磁涌流的识别作为保护的关注重点，这是因为励磁涌流具备多样性、混淆性、随机性以及非线性等诸多特点。因此，在变压器的实际保护研究工作中，将工作研究重点放在变压器内部的故障分析与故障计算上是十分必要的；在发电机组的保护中则要做好内部短路保护工作。尤其是在匝间短路保护工作上要给予足够的重视。并且还要对发电机组的保护设计、灵敏度检测、整定计算等方案进行精确地设计，进而满足匹配发电机组承压力、反时限过流、过激磁等后期保护判断上的需求，保证定转子一点接地保护的可靠度；在交流线路的保护上，要做好保护原理、保护方法的进一步改进。这是因为在智能电网的实际运行过程中，高阻接地会受到距离保护功能的影响，当电网系统因振荡而发生短路问题时，不仅无法发挥保护职能，还不容易避开交流线路的负载能力，进而造成较大的故障测距误差。

3.2广域保护

随着智能电网搭建技术的迅猛发展，在继电保护系统中的广域保护俨然已经成为其研究的重点所在。可以说广域保护就是以高效、及时的信息通信技术作为实施保护的基础，并在该系统中纳入多种类型的数据信息，继电保护的实际配置方式进行彻底地改变，在提高继电保护实际运行水平的同时，也提高其运行能力。目前，在实际广域保护中，我们可将其后备系统分为：广域集中式、IED分布式、站域集中与区域分布相配合，此3种模式。其中，广域集中式其基本单元是被保护的电气设备，采用直接方法对电网内的全部信息进行整合，判断电网所发生的故障；IED分布式则是通过IED元件，将其分布在被保护设备之内后进行相关信息数据的采集，最终实现继电保护功能。

4.智能电网环境下给继电保护带来的改变与发展

4.1数字化发展趋势

可以说数字化发展，是目前智能电网环境下继电保护所显示出的最大特点，具体表现在：测量手段的数字化、信息传输的数字化。其中，通过数字接口与电子互感器能够实现测量手段的数字化；而通过光纤网络传输数字信息则可以实现信息传输的数字化。尤其是电子互感器的体积往往较小且绝缘能力较好，因此，充分利用光电转换器对电网运行情况进行测量，不行能够拓宽电网信号的传输频带，还能够增强暂态性能，消除在互感器测量上的误差，提高了测量准确性，降低互感器故障的发生率。所以，在继电保护的未来发展中，还应该充分利用数字化传感器，去进一步精简继电保护装置的辅助功能，提高继电保护水平，从而使继电保护系统能够与智能电网进行最佳配合。

4.2网络化发展趋势

伴随着网络信息技术在智能变电站中的普及应用，网络化发展势必会成为未来智能电网环境下继电保护不可逆转的重要趋势之一。尤其是伴随着网络化发展进程的逐步深化与完善，更是大大地提高了继电保护水平。一方面，促进了智能电网环境下继电保护工作的信息共享，从而使变电站的所有设备都能够紧密地联系在一起，扩大继电保护范围；另一方面，促进了智能变电站的信息传递，使信息传递变得更为准确、及时，从而实现对整个智能电网的全方位监控，有效提高智能电网运行的准确性与运行效率。

4.3整定自动化发展趋势

我们都知道，在传统电网中，继电保护系统针的多半是被保护线路，因此其保护范围也往往较小，且具有一定的局限性。也就造成了在保护定值上也存在着一定的偏差，导致继电保护的不足以及缺陷。所以，如何让智能电网环境下的继电保护工作对整个电网系统内所有的电力设备、被保护线路紧密地连接在一起，对其进行有效的整体保护则成为未来继电保护发展的重要趋势。而要想做到这点，必须整合电网系统中各部分的运行信息，对继电保护范围进行扩大，实现继电保护的分布协同，从而对继电保护的实时性与准确性进行有效地提高，从而走向整定自动化发展趋势。

4.4输电灵活化趋势

可以说输电效率的大大提高，对整个电网系统控制上的灵活、有效都是智能电网智能化发展的重要体现。而能够做到此点的根本原因则在于静止无功补偿器、电能质量控制装置在智能电网中应用，从而对电能质量、系统潮流做到有效地控制。同时，在我国电网中交、直流混合输电技术的应用与发展，电力电子元件的应用，也在很大程度上提高了输电灵活性，给智能电网环境下的继电保护工作带来了巨大的革新与良好的发展。

结语

综上所述，本文笔者从几个方面入手，对智能电网的组成及其在智能电网环境下继电保护系统的功能，继电保护技术的发展革新进行逐一探讨，也是希望通过本文笔者的阐述，能够让更多的电力工作者更加清楚地认识到，在智能电网的建设中离不开继电保护系统，也正是因为有了继电保护系统才能够确保智能电网的安全稳定运行。所以，电力系统应该给予继电保护技术足够的重视，加强对继电保护工作的研究，从而更好地服务于电力系统，促进电力系统的更好发展。

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