智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的分析

【摘 ?要】隨著當(dāng)下社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國民用電需求也在不斷增大，電力系統(tǒng)覆蓋的領(lǐng)域越來越廣。為了保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以及居民用電的安全性與穩(wěn)定性，智能電網(wǎng)被引入電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中。當(dāng)前我國數(shù)字自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展迅速，在這些技術(shù)的支持下，智能電網(wǎng)的應(yīng)用極大的保證了高強(qiáng)用電條件下電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。合理運(yùn)用智能電網(wǎng)無論對(duì)國民的正常生活還是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長都具有重大意義。本文筆者就智能電網(wǎng)繼電技術(shù)進(jìn)行簡要分析。如有不當(dāng)之處，萬望指正。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);繼電保護(hù)技術(shù);發(fā)展趨勢

引言

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)電力的要求越來越高，無論是生產(chǎn)工廠的正常運(yùn)行還是國民的正常生活都離不開穩(wěn)定、安全的電力系統(tǒng)支持。傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)顯然不能夠滿足當(dāng)下社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了適應(yīng)當(dāng)下國內(nèi)現(xiàn)狀，智能電網(wǎng)的出現(xiàn)是一個(gè)必然結(jié)果?！敖ㄔO(shè)具有中國特色電網(wǎng)新結(jié)構(gòu)”是國家電網(wǎng)的終極目標(biāo)，主要內(nèi)容涵蓋了骨干網(wǎng)架的架構(gòu)、各級(jí)電網(wǎng)的配合、先進(jìn)技術(shù)的引入、以及國際化發(fā)展等方面。

一、智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

（一）網(wǎng)絡(luò)化

電力運(yùn)送的過程中往往伴隨著大量的消耗，尤其是在大距離電力運(yùn)輸中。導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是電力輸送管線是單向運(yùn)轉(zhuǎn)的，電力在輸送過程中不可逆，且浪費(fèi)建造資源。而智能化建筑要求建立起高速、可逆的、集成化的、實(shí)時(shí)性的通信網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)自愈能力、可控力的重要保證。

（二）信息化

智能電網(wǎng)的運(yùn)用離不開先進(jìn)技術(shù)的支持，尤其是以數(shù)據(jù)收集與分析為主的信息處理技術(shù)，這是智能電網(wǎng)自主調(diào)控與反饋的根本依據(jù)。具體表現(xiàn)在，智能電網(wǎng)在構(gòu)建過程中摒棄了傳統(tǒng)的電磁表計(jì)及配套的讀取系統(tǒng)，目前以雙向通信的自動(dòng)化固態(tài)表計(jì)進(jìn)行替換。

（三）智能化

具體體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集與分析能力、檢測與恢復(fù)能力、為操作人員提供一定選擇等方面。智能化極大提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率，保證了社會(huì)的正常生產(chǎn)，人們的正常生活。

（四）電力生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用的管理方式靈活化

系統(tǒng)的運(yùn)行狀況與開發(fā)效率都是通過用戶反饋來實(shí)現(xiàn)的，因此鼓勵(lì)大眾參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行與管理體系，結(jié)合實(shí)際用電體驗(yàn)，對(duì)當(dāng)下電力系統(tǒng)提出建設(shè)性的意見，這對(duì)開發(fā)智能電網(wǎng)以及提高繼電保護(hù)技術(shù)是十分重要的[1]。

智能電網(wǎng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，能夠減少傳統(tǒng)電網(wǎng)單向運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)成本與運(yùn)營費(fèi)用，通過科學(xué)的智能管理與用電分配能夠降低“用電高峰”供應(yīng)不足的現(xiàn)象，使電力運(yùn)營的效率大大提升。

智能電網(wǎng)的“智能”主要體現(xiàn)在其內(nèi)部管理的智能化，在發(fā)電方式上，同傳統(tǒng)電力系統(tǒng)并無差異，都是核電站、風(fēng)電站、太陽能站等利用可再生資源發(fā)電。較之不同的是，智能電網(wǎng)能夠更加充分的利用這些資源，例如，自動(dòng)接入相匹配的電源、多個(gè)電源同時(shí)供電等。

二、我國智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著當(dāng)下我國智能化技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字信息技術(shù)實(shí)力的明顯增強(qiáng)，各個(gè)產(chǎn)業(yè)開始將數(shù)字自動(dòng)化技術(shù)引入生產(chǎn)加工過程，通過智能化系統(tǒng)進(jìn)行新技術(shù)的開發(fā)與管理支持。智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)涉及領(lǐng)域眾多，對(duì)技術(shù)要求也更為嚴(yán)苛，建設(shè)投資費(fèi)用巨大。我國的智能電網(wǎng)建設(shè)工作自正式提出至現(xiàn)在已經(jīng)過去數(shù)年，在此期間社會(huì)各方人士通過不斷努力取得了巨大成就，隨著當(dāng)下“綠色生活”理念為廣大居民所推崇，電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能裝置成為主流，這就代表電力系統(tǒng)的改革需要進(jìn)一步的強(qiáng)化與深入。有關(guān)文件指出，至2020年底國家電網(wǎng)建設(shè)總投資計(jì)劃達(dá)到3.4萬億，其中針對(duì)智能化專項(xiàng)電力系統(tǒng)的修建預(yù)耗資約3840億元，約占總投資的十分之一左右，在此基礎(chǔ)上，十年之內(nèi)建成相對(duì)強(qiáng)化的智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。2019年正處于電網(wǎng)建設(shè)的全面深入階段，預(yù)計(jì)在此方面會(huì)有更大投入[2]。

三、智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的相關(guān)技術(shù)分析

繼電保護(hù)是保證電力網(wǎng)絡(luò)及其附件正常運(yùn)行的根本技術(shù)，隨著數(shù)字信息技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)也將向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、以及數(shù)據(jù)信息、監(jiān)控反饋一體化的方向發(fā)展。在此過程中，必然會(huì)引入大量新興技術(shù)，并非所有新理論和新技術(shù)的引入都會(huì)造福于智能電網(wǎng)。部分新技術(shù)的引入反而破壞了電網(wǎng)原有的運(yùn)行效率，下文是對(duì)主要技術(shù)的分析。

（一）廣域保護(hù)技術(shù)

廣域保護(hù)技術(shù)是一種專門針對(duì)電力領(lǐng)域中的機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的措施。廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)的引入將繼電保護(hù)系統(tǒng)的信息流動(dòng)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在實(shí)際應(yīng)用過程中，該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電站數(shù)據(jù)的收集與分析，同時(shí)又能夠?qū)ψ冸娬靖浇碾娏υO(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分析與反饋，通過這樣的機(jī)制使得電網(wǎng)數(shù)據(jù)區(qū)域化覆蓋，解決了區(qū)域內(nèi)部不通電力設(shè)備數(shù)據(jù)傳送障礙的問題。廣域保護(hù)技術(shù)分為安全自動(dòng)控制和繼電保護(hù)兩方面的內(nèi)容，前者主要針對(duì)自身運(yùn)行過程中出現(xiàn)的障礙，后者主要對(duì)區(qū)域內(nèi)的電力運(yùn)行矛盾給出解決策略。兩者相互配合，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)保護(hù)[3]。

（二）保護(hù)系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)

智能技術(shù)支持下的機(jī)電保護(hù)技術(shù)具有極強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力，能夠極快地適應(yīng)任何運(yùn)行程序的改動(dòng)。在繼電保護(hù)上的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在重構(gòu)功能、自我診斷與修復(fù)功能三個(gè)方面。例如，當(dāng)部分構(gòu)成機(jī)電保護(hù)的原件失靈時(shí)，智能電網(wǎng)能夠主動(dòng)搜索可替換的原件并迅速利用。

（三）各類新型構(gòu)件在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)能夠發(fā)揮功能得益于控制中心的智能設(shè)備，該設(shè)備的作用主要是指揮整個(gè)電網(wǎng)構(gòu)成原件的運(yùn)行，同時(shí)，該智能設(shè)備的覆蓋面極廣，從變電站發(fā)電、運(yùn)輸至居民用電的各個(gè)環(huán)節(jié)。這一功能離不開新型電力構(gòu)件的應(yīng)用，例如傳感器。傳感器在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中發(fā)揮著數(shù)據(jù)收集的作用，保證智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)來源的準(zhǔn)確性與可靠性。

四、智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展方向

（一）網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)下社會(huì)正處于第三次工業(yè)改革的背景下，以計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)為主題的科學(xué)理論不斷被提出，并應(yīng)用于實(shí)踐。電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然會(huì)順應(yīng)這一潮流，與信息化相結(jié)合，在繼電保護(hù)層技術(shù)的開發(fā)方面注入當(dāng)代數(shù)字信息科技的新鮮血液。網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在信息的收集、傳播與共享方面，事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展與智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)之間的關(guān)系密不可分，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展推動(dòng)了智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，而因社會(huì)用電量不斷增大出現(xiàn)的智能電網(wǎng)技術(shù)又催化了網(wǎng)絡(luò)研究的創(chuàng)新[4]。

（二）廣域化發(fā)展

廣域化發(fā)展的目的是擴(kuò)大智能電網(wǎng)的控制范圍。將不同電力中轉(zhuǎn)站進(jìn)行結(jié)合能夠擴(kuò)大智能控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集量，實(shí)現(xiàn)對(duì)領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)故障的全面觀測，保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

五、結(jié)束語

綜上所述，智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的出現(xiàn)是社會(huì)發(fā)展的必然，該技術(shù)顯然能夠解決日益顯著的用電問題，緩解用電壓力。在信息科技高速發(fā)展的當(dāng)下，智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)被予以充分重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭文強(qiáng).基于智能電網(wǎng)特性的繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2018，363（31）：194.

[2]肖德仁.智能電網(wǎng)背景下繼電保護(hù)新技術(shù)分析[J].當(dāng)代化工研究，2018，No.32（08）：131-132.

[3]王琢.繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)框架下的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2018，35（12）：94-95.

[4]李偉，任志強(qiáng).智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用探究[J].電氣時(shí)代，2018，447（12）：49-50.

作者簡介：

張弟（1986-10）女，漢族，大學(xué)本科，北京市，助理工程師，從事智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)工作;

（作者身份證號(hào)碼：130603198610042126）