智能電網(wǎng)下繼電保護(hù)的關(guān)鍵問題分析

張 梁

國網(wǎng)無錫供電公司 江蘇 無錫 214000

1 智能電網(wǎng)建設(shè)中繼電保護(hù)的關(guān)鍵問題分析

1.1 大電網(wǎng)問題 大電網(wǎng)的出現(xiàn)是由我國能源及負(fù)荷整體逆向分布的狀況決定的。其能源分布主要在我國西北地區(qū),而用電負(fù)荷則主要集中在我國的中東和南部區(qū)域。因此為了滿足相關(guān)要求,遠(yuǎn)距離的交直流混合、超/特高壓的輸電方式才可以實(shí)現(xiàn)我國能源優(yōu)化配置。直流輸電系統(tǒng)的傳輸因?yàn)槠淙萘枯^大,其線路的應(yīng)用率比較高,對(duì)社會(huì)整體效益產(chǎn)生的影響較大,而直流系統(tǒng)的相互耦合作用,勢(shì)必對(duì)電氣控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)提出新的要求,特別是在交直流耦合、大功率電力電子變換器件等方面帶來穩(wěn)定性、電網(wǎng)污染等一系列問題,需要加以解決。

1.2 設(shè)備保護(hù)不夠完善 在智能電網(wǎng)的發(fā)展背景下,繼電保護(hù)工作則需要新型設(shè)備支持,隨著智能電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,繼電保護(hù)設(shè)備則需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展。相關(guān)電力企業(yè)或是部門則需要依照智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),并結(jié)合當(dāng)前繼電保護(hù)工作狀況,改良一套符合相關(guān)要求的設(shè)備,完善現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置功能。但是在繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備采樣及處理等過程中,其適應(yīng)性和更新速度受限,其在基礎(chǔ)零件性能要求上還存在很大不足,從而影響了其運(yùn)行安全。

1.3 配電網(wǎng)發(fā)展的滯后問題 電力供應(yīng)單向消費(fèi)模式常會(huì)致使電網(wǎng)與用戶之間出現(xiàn)缺乏互動(dòng)的現(xiàn)象,從而致使負(fù)荷“峰谷”出現(xiàn)差額大的現(xiàn)象,階段性的用電負(fù)荷率也較低。同時(shí)想要降低投資金額和節(jié)約能源,以及提升用電的效率就需要強(qiáng)化智能電網(wǎng)系統(tǒng)。增強(qiáng)用戶和電網(wǎng)之間的互動(dòng),并調(diào)動(dòng)用戶的積極性。電網(wǎng)系統(tǒng)則需要不斷滿足用戶對(duì)于送電能力的反饋,配網(wǎng)則需要對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行一定的調(diào)整,特別是在多種可再生能源(光伏、風(fēng)能、垃圾、淤泥等)不斷引入網(wǎng)內(nèi)的現(xiàn)狀下,增強(qiáng)用戶終端輸電入網(wǎng)的繼電保護(hù)設(shè)備的性能與功能,切實(shí)為負(fù)荷—電源交互提供安全有力的保障。

1.4 繼電保護(hù)裝置范圍與界定還不夠明確 在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中,智能電網(wǎng)普及不夠廣泛,我國很多區(qū)域電網(wǎng)依舊使用傳統(tǒng)模式,致使在繼電保護(hù)工作中,管理范圍劃分不明確。因此造成繼電保護(hù)工作不能完全智能化,在過渡(燃煤、水電與新能源分布式并存)發(fā)電中,因?yàn)殡娋W(wǎng)之間穿插較為復(fù)雜,使得繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中提取的信息混淆,致使繼電保護(hù)工作出現(xiàn)不準(zhǔn)確性、同步性延時(shí)等不良現(xiàn)象,很難滿足當(dāng)前電網(wǎng)整體智能化的要求。

2 智能電網(wǎng)背景下繼電保護(hù)控制措施

2.1 設(shè)備完善與系統(tǒng)功能增強(qiáng) 在繼電保護(hù)裝置中合理應(yīng)用傳感器,利用傳感器自身優(yōu)勢(shì),通過完善設(shè)備運(yùn)行,獲取一定的信息,并將信息參數(shù)轉(zhuǎn)化成為繼電保護(hù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)功能技術(shù)的依據(jù),保證其可靠性和安全性。智能電網(wǎng)背景下的繼電保護(hù)裝置在整個(gè)運(yùn)行過程,需注重自然環(huán)境因素對(duì)整個(gè)運(yùn)行產(chǎn)生的影響,例如大風(fēng)、雨雪天氣等很容易引發(fā)傳感器出現(xiàn)震動(dòng)、接線出現(xiàn)松動(dòng)等不良問題。所以,我們要對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè),對(duì)整體特征進(jìn)行綜合性分析。

2.2 構(gòu)建智能化保護(hù)信息交互平臺(tái) 構(gòu)建智能化保護(hù)信息交互平臺(tái)能夠幫助迅速收集大量智能電網(wǎng)環(huán)境運(yùn)行的狀態(tài)和數(shù)據(jù),在統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合大數(shù)據(jù)分析計(jì)算,運(yùn)用數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)技術(shù),為智慧電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行提供了一定的數(shù)據(jù)資源,從而指導(dǎo)、維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。同時(shí)在智能電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下,系統(tǒng)的保護(hù)升級(jí)主要工作即是動(dòng)態(tài)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)擴(kuò)充與動(dòng)態(tài)構(gòu)建保護(hù)信息交互平臺(tái),以適應(yīng)不斷更新的電力網(wǎng)絡(luò)保護(hù)要求,實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)(二次)與智能電網(wǎng)主體構(gòu)建(一次)同步發(fā)展。完善智能電網(wǎng)背景下的繼電保護(hù)工作必須將電氣技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)相融合,實(shí)現(xiàn)智慧信息交互。

2.3 多方向、針對(duì)性升級(jí)

2.3.1 繼電保護(hù)的多元化發(fā)展 為進(jìn)一步提升繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量與效益,繼電保護(hù)的發(fā)展必須結(jié)合智能電網(wǎng)應(yīng)用過程中的實(shí)際狀況,并以此找尋到其“智慧性”與“功能性”二者之間的契合點(diǎn),推動(dòng)繼電保護(hù)的多元化發(fā)展與更新改進(jìn)。除傳統(tǒng)功能外,還應(yīng)使其以靈活的方式對(duì)輸電效率和雙向傳輸?shù)戎笜?biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和統(tǒng)一的調(diào)控,以降低損耗,提升經(jīng)濟(jì)效益。

2.3.2 繼電保護(hù)的數(shù)字化、智慧化發(fā)展 智能電網(wǎng)中融合了大量的數(shù)字技術(shù),繼電保護(hù)向著數(shù)字化方向發(fā)展。傳感器數(shù)字化方向的不斷升級(jí),不但能夠增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸,還能夠降低傳統(tǒng)傳感器存在的不足,從而加強(qiáng)傳感器的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中,傳感器中的輔助功能也將進(jìn)一步優(yōu)化與增強(qiáng)。同時(shí),數(shù)字化亦可將“大數(shù)據(jù)”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到繼電保護(hù)中,在大數(shù)據(jù)的支撐下,繼電保護(hù)裝置也將依靠采集的各種正常與故障信息,不斷“智慧”改進(jìn)保護(hù)邏輯與提升保護(hù)性能。

2.3.3 繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 當(dāng)前繼電保護(hù)系統(tǒng)逐漸向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,其發(fā)展過程中需要注重以下兩個(gè)方面。第一,共享信息資源。將繼電保護(hù)運(yùn)行參數(shù)與數(shù)據(jù)整合,將其傳送到設(shè)備后臺(tái),實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)發(fā)展運(yùn)行的全方位監(jiān)管。第二,傳遞信息資源。相關(guān)工作者要及時(shí)反饋該裝置所有傳輸?shù)馁Y源信息,實(shí)現(xiàn)雙向多通道的實(shí)時(shí)信息交互。信息交互的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性,直接影響繼電保護(hù)的可靠性與安全性,但是隨大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來的網(wǎng)絡(luò)安全問題將是考驗(yàn)繼電保護(hù)功能的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

結(jié)語

綜上所述,繼電保護(hù)是智能電網(wǎng)運(yùn)行中的首要防線,大力建設(shè)智能電網(wǎng)對(duì)于我國電力事業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。因此,對(duì)于維持智能電網(wǎng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的繼電保護(hù)系統(tǒng)的要求與標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格?，F(xiàn)階段中,繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題將會(huì)是繼電保護(hù)工作人員關(guān)注的重點(diǎn),要求必須要應(yīng)用各種科學(xué)理論、新技術(shù)、高性能信息化設(shè)備來對(duì)這些問題進(jìn)行解決,本著自主創(chuàng)新原則,切實(shí)打造出安全可靠的智能電網(wǎng)。