智能电网环境下继电保护面临的问题和机遇探讨

董默

摘要：对于电力系统来说，继电保护是其安全稳定运行的重要保障，和以往的电网进行比较，智能电网对继电保护的安全可靠性提出了更高的要求，在文章中，笔者将根据智能电网环境下继电保护的意义和智能电网的发展进程，分析并探讨智能电网环境下继电保护的一系列问题。

关键词：智能电网;继电保护;发展进程

在复杂电网环境下，重新审视传统继电保护所存在的问题，探讨如何能够快速的发现与隔离故障、简化保护原理的整体计算过程和配置方案，是保障电网安稳运行的重要内容。我们应该意识到，未来智能电网要实现的主要自愈功能，主要体现在故障的快速定位与隔离、系统运行方式更新后的保护在线自适应。智能电网建设背景下的继电保护所面临的问题和机遇才是我们应该研究的重点。

1我国智能电网建设中面临的问题

近年来，智能电网在政策鼓励和社会需求的双重推动下得到了大力的发展，尤其在超特高压电网投运、大规模新能源并网和智能配用电方面表现尤为突出，与此同时智能电网建设也面临着一系列有待解决的问题。

1.1 大电网问题

何为“大电网”，由于我国能源与负荷呈逆向分布的态势，煤炭、水力和风能等能源型城市主要分布在西部和北部地区，但是用电负荷却集中在中、东部地区以及我国的南部沿海地区，中间相隔上千公里，这是我国特殊的电网分布情况，从客观上为了满足需求，需要采取远距离、交直流混合、超/特高压的输电方式才能实现能源资源的优化配置。但是随着电网规模日益复杂，电力系统越庞大，其安全问题也就成为重大隐患。由于电力系统越庞大，事故发生概率就越高，而且大型互联电力系统在增强输电能力的同时也会激生由局部扰动衍生为全局故障的潜在威胁，直流输电传输容量大，线路走廊利用率高，社会综合效益突出，但交直流系统的相互作用也会给交直流线路的控制和继电保护造成影响，需要加以考虑。

1.2新能源电力的互补电源问题

我国总体上缺少像水电站和燃气电站这种能与新能源电力互补的可快速调节的电源。由于新能源电力稳定性差波动性大、难以稳定输出，再加上缺少足够的就地互补电源，就会引起已建成的新能源装机无法充分并网以及风电弃风这类现象;其次，新能源的接入会造成设备老化加快，因为发电煤耗增加为了达到电力供需平衡，燃煤机组需要频繁调整出力。此外新能源电力并网造成的系统调峰容量下降还会降低电网安全裕度。因此新能源电力的就地平衡问题要及时解决，要根据实际条件，积极探索风、光、水、气、火、储组合的优化互补方案，以减少波动性输出对整个系统的影响。

1.3 配电网发展的滞后问题

配电网是一个直接面向用户，保证供电质量、提高运行效率的重要环节。我国长期以来采用单向的电力供应消费模式，导致电网和用户之间缺乏有效互动，造成了负荷“峰谷”差额大，用電负荷率低的不利影响。提升输电效率，降低电力投资，节约社会资源的有效方式就是建设智能配用电系统，加强电网与用户的双向互动联系，调动用户积极性。此外，配电网应该具有满足用户向电网反向送电的能力，以满足大量分布式电源接入后，应对配电网由单电源模式向多电源模式的转变，配网保护及控制技术也要进行相应调整。

2智能电网建设给继电保护带来机遇

不能忽视智能电网的发展，为新型继电保护的研究应用提供了平台。在信息采集方面，自1996年起我国开始构建实时动态监测系统，截止目前我国所有500kV变电站和大部分220kV的变电站都安装了同步相量测量单元（PMU），并且广域测量系统（WMAS）已经初具规模。WAMS/PMU不仅能够实现广域电网的在线同步测量，而且数据的更新速度可缩短到几十毫秒，能够满足基于同步信息的继电保护功能。在信息通信方面，我国电网目前500kV及以上的光纤覆盖率达到了100%，220kV 覆盖率为99.2%，110kV 覆盖率为93%，形成了以光纤为主要介质，以分层分级自愈环网为主要特征的电力通信专网。基于IEC61850标准的数字化变电站实现了站内一次设备的数字化和二次装置的网络化，形成全站统一的标准平台，提供更便捷地信息共享和操作。保护需要的高速、实时、可靠的信息通信条件已经具备。除各种电气量信息外，智能电网的信息平台还应该包括局放监测、覆冰监测、雷电监测等多种信息系统。如何将多处多类型信息作用于电网继电保护领域，进而克服传统继电保护存在的问题，使保护变得更加“聪明”，成为继电保护进一步研究的课题和发展方向。

3智能电网环境下继电保护的应用措施

3.1广域保护

关于保护是电网在智能运行中，对电网子集以继电保护为分析对象的运行单位，按照子集的运行情况选择适合的数据信息并合理分析，以此来掌握智能电网的整体运行情况。广域保护在具体运行中要把整个电网按照不同的区域进行划分，再按照划分好的区域进行继电保护。广域保护的主要组成部分是控制和保护，控制室在电网运行时相应的自愈方案，可以保证在运行的时候有效的实现自我保护，保护是对整个电网的运行状态，通过对信息进行分析，判断故障的原因并对此原因提出相应的解决措施，保护主要是对运行中出现较为复杂的问题检修保护作用，关于保护在整个继电保护中有着较为重要的作用，广域保护能确保智能电网的相互适应和融合，保障智能电网的稳定运行。

3.2保护重构

继电保护的作用需要和智能电网同步的时候才能发挥出较好的作用和效果，促进电网的运行安全可靠。重构技术在继电保护中的应用较为重要可以根据电网的实际运行情况需求进行重构保护，智能电网能及时有效的利用继电保护的保护重构技术随时为系统提供保护，对智能电网的运行环境随时起到继电保护和功能的重组，促使智能电网安全运行。

3.3保护设备

继电保护设备在继电保护中的基础所在，在智能电网的不断建设和完善中，继电设备的系统需要不断的升级，更加先进和智能的设备和传感装置能使继电设备更加完善。继电设备的应用可以使智能电网的运行情况更加全面另外可以获取更准确的传感信息，缓解数据处理的压力。

3.4构建信息平台

智能电网的建设中，需要对设备进行更换，同时也会扩大电网的规模，数据信息的产生也将增多。因而需要构建强大的信息平台获取电网运行中产生的各类数据，能够给继电保护提供科学的数据信息。这也是未来电网发展的方向。

结语

智能电网的提出和建设是21世纪电力工业的新创举，是世界范围内应对能源环境问题和提升电网运行质量的有力措施。智能电网的建设影响了我国电力系统发、输、配、用各个环节，给作为电网安全运行第一道防线的继电保护带来了挑战，传统保护存在的诸多不足逐渐暴露。同时智能电网先进的信息系统也为继电保护的发展提供了良好的机遇，应该积极利用以构建更加合理可靠的保护系统，适应电网变革。

参考文献：

[1]渠国州.试论智能电网环境下的继电保护[J].通讯世界，2017（19）：103-104.121

[2]刘桂红.试论智能电网环境下的继电保护[J].低碳世界，2018（23）：38-39.