智能电网环境下电力系统保护新技术的研究与探讨

李筱茹 孙永鑫

摘 要：随着电力、电子、通信、计算机、人工智能等技术的迅猛发展，电网从1.0发展到2.0，即越来越智能化、自动化、一体化。在如今智能電网环境下，电力系统保护技术从传统单一的电力技术发展到电力、电子、通信、计算机等技术的融合运用，从机电型、整流型、晶体管型、集成电路型到微机保护阶段。本文从电力系统的发电、输电、配电和用电等四大环节对电力系统保护新技术进行探讨，发现电力系统的保护新技术呈现出智能化、自动化、集成化、综合性、环境友好性等特点。

关键词：智能电网；电力系统保护；新技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.141

AR、VR等人工智能技术的发展，计算机技术不断与通信、物理、电子、电力等技术进行综合运用，各种新技术应运而生，智能电网就是其中之一，智能化电网即“电网2.0”，是指建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能化电网具有智能性、综合性的特点，在智能化电网环境下，电力系统保护随着技术的发展而发展，呈现出智能性、先进性、一体性、全过程性、综合性的特点。下面将简单介绍在智能电网环境下电力系统保护的新技术。

1 电力系统保护技术发展历程

电力系统包括发电、输电、配电和用电等四大环节，主要是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电过程将电能供应到各用户。电力系统的保护技术是指在各个环节中对电能进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。电力系统继电保护技术最早为熔断器，之后出现了以断路器为核心的电磁式继电保护装置、电子式静态继电保护装置。根据电力系统继电保护装置发展历程，电力系统继电保护技术主要分为五个阶段，分别为机电型、整流型、晶体管型、集成电路型以及微机保护阶段。

2 电力系统保护新技术的发展

随着智能电网的迅猛发展，大数据时代的到来，互联网、物联网、云桌面等发展，各种新技术不断涌现，对于电力系统来说，新技术的研究、发展和应用更加迫切，根据电力系统的四大环节，下面将论述在智能电网环境下电力系统保护新技术的研究和发展。

2.1 发电

电力系统的发电主要运用发电机，在智能电网环境下，合理科学运用电子电力技术，将静止励磁控制技术应用在大型发电机上，变速恒频励磁技术应用在水力、风力发电机上，变频调速应用在发电厂的风机水泵上，同时运用新能源（太阳能）进行发电。在发电阶段，主要运用发电机的纵差保护，匝间短路保护、横联差动保护、发电机定子绕组单相接地保护、励磁回路接地保护、负序电流保护等。通过运用电子电力新技术，不仅从电力系统的源头上提供一定的继电保护，更能发展新的发电技术，呈现出绿色环保、节能特点。

2.2 输电

在输电环节，可以运用柔性交流输电技术、高压直流输电技术、静止无功补偿器等新技术，在输电环节，主要进行电流、电压的保护、接地保护、距离保护以及线路保护，在电流保护中，运用不同的速断保护、方向电流保护等，在距离保护中，主要运用阻抗继电器、过渡电阻等，在线路保护中，运用线路的纵联差动、导引线、自适应纵联差动、电流差动以及平行线路差动保护等。在智能电网环境下，输电环节的电力系统保护技术主要呈现出综合性、多元化的研究发展趋势。

2.3 配电

在配电环节，主要加强供电的可靠性和提高电能质量，既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。因而在配电环节，运用用户电力技术和柔性交流输电技术进行合理科学融合，比如动态电压恢复器，固态断路器，故障电流限制器，统一电能质量调节器等。在配电阶段，电力系统保护技术运用自动化、数字化、信息化技术，对配电网进行实时监测，对配电进行保护管理，包括用户需求分析、数据采集和监控、配电网运行管理等，将电力电子技术与计算机技术进行整合运用，特别是在配电保护中，通过电力技术在电流、电压、传感器、线路等方面进行技术保护，通过计算机技术对配电过程进行实时监测，对配电管理进行实时保护。将电力技术与计算机技术进行综合运用，在配电阶段的电力系统保护技术呈现出集成化、自动化、实时化的特点。

2.4 用电

用电主要是指通过配电网将电能输送至用户，用户进行用电。在电力系统中用电环节既是结束也是开始，是电能输送的结束，是服务用户的开始，因而在用电阶段，主要是指线路保护、电流、电压保护，大部分运用电流平衡保护、电力线载波高频保护、微波保护、光纤纵联差动保护、电力变压器的瓦斯保护、电力变压器的电流速断保护、电力变压器的纵差保护、接地保护等技术，将电力技术与通信工程、计算机技术进行综合处理，不仅将电力系统的用电环节进行保护，使用户用电更加安全高效，更是可以掌握用户的用电需求，在电网设计中根据需求进行电能研究，促进电网智能化、高效化发展。

在智能电网环境下，电力系统的发电、输电、配电、用电四个环节的保护技术从最初的熔断器到如今复杂多元的电力、电子、通信、计算机等技术融合发展新技术，电力系统的保护技术总体呈现出智能化、自动化、集成化、综合性等特点。

3 总结

电力系统保护技术经历了机电型、整流型、晶体管型、集成电路型以及微机保护五个发展阶段。在如今智能化电网（电网2.0）环境下，电力系统保护技术呈现出智能化、自动化、集成化、综合性、环境友好性等特点，在发电、输电、配电和用电环节，综合运用电力电子、通信、计算机、人工智能等技术，实现电能的高效安全，促进电力发展，提升用户的满意度。

参考文献：

[1]徐妍.智能电网环境下电力系统保护新技术的研究与探讨[M]. 东南大学，2015.

[2]颜伟，文旭，余娟等.智能电网环境下电力市场面临的机遇与挑战[J].电力系统保护与控制，2010（24）.

[3]陈铮.对智能电网环境下继电保护技术的分析[J].大科技，2017

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