智能电网环境下电力系统保护新技术的研究与探讨

冀晓俊

摘 要： 随着我国经济技术的发展，电力工业也在不断进步，但继电保护是电力系统不可缺少的组成部分，要实现安全稳定运行，必须坚持应用新技术，随着现代科学技术的发展，不断创新继电保护的应用，为电力系统的发展和完善提供重要保障，我们也在为社会发展而努力。

关键词： 智能电网;电力系统保护;新技术

【中图分类号】TP863 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.150

1 智能电网基本阐述以及现状

所谓智能电网实际上是指智能电网，其本质是能源兼容和替代利用。现阶段，虽然智能电网的概念已经在电力行业广为人知，近年来也有了质的飞跃，但事实上，我国这一领域的起步时间比其他国家，特别是西方一些发达国家要晚一些。2009年，智能电网系统建设被视为我国电力企业新的发展目标自2011年起，我国智能电网建设开始从原来的试点城市向全国扩展。至此，以特高压电网为重点、各级电网协调的智能电网结构基本形成。借助顶级的信息控制和优秀的通信技术，构建信息化、自动化、协同化的智能电网系统，对我国电力企业的发展具有不可替代的意义。虽然智能电网的概念与上述有所不同，但从掌握技术的角度来看，两者基本相同。总之，所谓智能电网，实际上就是借助新技术，对传统电网企业的管理和服务形式进行创新和优化。

2 电力保护新技术在电力系统保护中的实际应用

2.1 特高压交流以及直流式输电技术

2.1.1 大容量的特高压型开关

虽然近年来我国科技进步显著，但我国是世界上第一个建立63kA特高压开关试验能力的国家，也是世界上第一个成功研制出功率等级最高、电流分断等级最强的特高压开关的国家，为世界高压开关的实验和制造提供了丰富的经验数据。

2.1.2 特高压升压变压器

借助特高压升压变压装置，能源基地内的大型发电机组可直接接入电网，从而有效提升输电通道的输电能力，进而充分发挥特高压大容量输电的优势。研制特高压升压变压装置在世界上尚属首次。为保证开发效率和质量，国家电网公司统一组织三个变压器厂，最终成功研制出额定容量100万KVA的双列式特高压升压变电装置，是目前世界同类设备制造标准中最高的。

2.2 智能化输变电装备技术

2.2.1 变压器

在当今时代背景下，可持续发展已成为社会企业转型的目标，发电机组也应以高安全性（即不燃、低噪声）、低损耗、紧凑、智能化为进一步发展目标。如果电力企业把上述目标作为新的发展方向，那么其技术经济指标必然会有明显的提高，而且由于近年来科技和新材料的发展，变压器在未来必然会发生很大的变化。

2.2.2 断路器

目前，SF6断路器仍在向高压、可选择控制、高可靠性、大电流方向发展，而真空断路器仍在向高压方向发展。另外，固态断路器主要应用于高性能输入和高中断的环境中。高压直流断路器在直流输电领域的开发和应用，将有助于多终端直流输电的进一步发展，进一步促进电网结构的优化改造。

2.2.3 在线监测与故障诊断

在变电站和输电线路中，智能维护和在线监测技术将得到快速发展，同时智能传感器技术和自动实时预警机制将得到充分应用。通过以上技术，逐步实现了变电站一次设备的全息监测和实时状态评估。此外，监测塔和电线，以及电、热、力、图像等绝缘传感器也可以实现智能在线监测。

2.3 新电子元器件及应用技术

在交直流输电系统中，电力电子技术及相应设备的应用可以显著提高电网发电、输电和配电的可控性。同时，也能在一定程度上促进风能、太阳能等可再生能源的进一步开发利用，对实现智能电网具有重要作用。

3 智能电网背景下我国电力系统保护新技术应用的途径

3.1 对各种可再生能源进行有效的整合

虽然可再生能源在智能电网的发展中起着非常重要的作用，有着良好的发展前景，但不可避免地存在着一些缺陷，而造成这一问题的根本原因在于并网技术还没有得到很好的发展。同时，参考潮流分布和电流短路的实际特点，风电并网时，需要提前对继电保护装置进行升级改造。这样，可以增加小短路电流运行时的电阻值，并且可以提高电流交互装置中的相关值。此外，在此前提下，还应在电网中采用大变幅电流互感器，以保证电网能长期稳定、安全地工作。

3.2 充分利用电子元器件优化电网

随着科学技术的发展，电子元器件在各种仪器中得到了广泛的应用。同时，变频器和无功补偿装置、智能电网单元可控串联补偿、潮流控制器等一系列电子元件得到了广泛的应用。由于上述电子元件的广泛应用，我国电力行业的电能质量得到了极大的改善和优化。同时，相应控制策略的灵活性也大大提高。最后，从根本上优化了电网的特性。然而，从其他角度来看，由于电子元件开关频率的增加，电网系统也会产生大量的谐波。此外，直流输电和继电保护装置，以及光伏并网设备也应协调一致。针对这种情况，相关人员在设计继电保护技术时，必须综合考虑电子元器件中谐波的影响，最终保证智能电网在未来能够实现安全稳定的工作目标。

3.3 合理使用电子电源技术

目前，发电机是电力系统中最重要的发电设备。在当前智能电网的背景下，应合理应用电子功率技术，大型发电设备应采用静态励磁控制技术，风电和水轮发电机应采用先前的变速恒频技术，新能源（如太阳能）应用于发电。电力电子保护技术的应用，不仅可以从电力系统的根本上提供继电保护，而且可以促进新一代技术的发展，从而满足节能和可持续发展的理念。

结论：在当前智能电网环境之下，随着电力保护技术不断的完善和发展，人们日常生活也因此受到了一定的影响，相信随着其长时间的发展，在未来我们必将会进入到生活、电力智能化和网络化的时代。

参考文献

[1] 方争，胡砚芬.浅谈电力系统继电保护运行及新技术应用[J].中国新通信，2019，21（23）：143.

[2] 張明，王月琦.电力系统继电保护运行要求及新技术的应用[J].门窗，2019（18）：297.

[3] 殷秀梅.继电保护新技术及其在农村电力系统中应用核心思路分析[J].产业科技创新，2019，1（18）：17-18.