電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和二次回路的現(xiàn)狀與前景

何明珠 王雷

摘要：隨著科技發(fā)展，電力工程相關(guān)技術(shù)也有很大進(jìn)步，特別是繼電保護(hù)與二次回路部分，并呈現(xiàn)出智能化、自動(dòng)化及集成化等特點(diǎn)。在智能電網(wǎng)建設(shè)中，逐漸凸顯出傳統(tǒng)繼電保護(hù)與二次回路的劣勢(shì)，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及自適應(yīng)保護(hù)等已成為技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。本文在分析繼電保護(hù)及二次回路的基本概念及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)及繼電保護(hù)及二次回路新技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);二次回路;現(xiàn)狀;發(fā)展

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電力技術(shù)有很大發(fā)展，尤其是國(guó)家電網(wǎng)在電力技術(shù)研發(fā)與應(yīng) 用上走上世界前列，而且在逐漸增長(zhǎng)的供電安全性要求下，繼電保護(hù)技術(shù)也有很大進(jìn)步，并且呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、智能化的 趨勢(shì)，各類(lèi)先進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)也愈加成熟，對(duì)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè) 提供有利條件。下面將針對(duì)繼電保護(hù)與二次回路展開(kāi)詳述。

1 繼電保護(hù)與二次回路現(xiàn)狀分析

盡管我國(guó)電力事業(yè)在起步階段便大大落后于先進(jìn)國(guó)家，然而經(jīng)多年發(fā)展，電力系統(tǒng)整體水平迅速提升，其中便包括 繼電保護(hù)與二次回路部分，這是電力安全與穩(wěn)定的基礎(chǔ)。如今，我國(guó)具備了完整的繼電保護(hù)技術(shù)體系，不論是繼電保護(hù) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)，還是保護(hù)裝置的安裝調(diào)試維護(hù)，均達(dá)到較高甚至領(lǐng)先的水平，而且在微機(jī)保護(hù)方面也有很大發(fā)展。通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)，使得電力設(shè)備得到全方位的保護(hù)，該方面的研究可追溯到二十世紀(jì)七十年代。當(dāng)前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)、自適應(yīng)繼電保護(hù)、暫態(tài)保護(hù)等先進(jìn)智能保護(hù)理論不斷發(fā)展，未來(lái)繼電保護(hù)將會(huì)更加集成和智能。而且，計(jì)算機(jī)技術(shù)也較好地應(yīng)用于二次設(shè)備功能的組合與優(yōu)化，自動(dòng)控制及監(jiān)測(cè)功能得以很大提升。在智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展中，需要從基礎(chǔ)技術(shù)入手，筑牢網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的技術(shù)根基，才能掌握電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)主動(dòng)性，以便在激烈的國(guó)內(nèi)外電力技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。

2 繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)、通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)領(lǐng)域，使得繼電保護(hù)性能有極大提升，而且以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等為代表的智能算法也在繼電保護(hù)中有較多應(yīng)用，能夠?yàn)閺?fù)雜大網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)提供新的策略，推動(dòng)了繼電保護(hù)智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。然而，盡管新型繼電保護(hù)使得故障識(shí)別達(dá)到更高的精度要求和智能化特點(diǎn)，但其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，仍存在較大限制條件，智能算法應(yīng)用的基礎(chǔ)是全網(wǎng)通信，而傳統(tǒng)的繼電保護(hù)在經(jīng)有效改進(jìn)后仍處于主導(dǎo)地位，繼電保護(hù)的發(fā)展仍需不斷努力。

3 繼電保護(hù)及二次回路新技術(shù)

科技的發(fā)展促進(jìn)了電力工程技術(shù)的進(jìn)步，也推動(dòng)了繼電保護(hù)及二次回路性能提升，例如光電互感器的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)互感器諧振、暫態(tài)等問(wèn)題得以解決;自適應(yīng)保護(hù)、暫態(tài)保護(hù)等技術(shù)的研發(fā)，也優(yōu)化了繼電保護(hù)的性能;智能控制算法 的應(yīng)用，使得復(fù)雜電網(wǎng)的潮流分析及優(yōu)化控制成為可能。當(dāng)前，繼電保護(hù)及二次回路新技術(shù)主要有：（1）故障信息與繼電保護(hù)技術(shù)。要知道，繼電保護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵在于故障信息的識(shí)別，通過(guò)采集和分析明顯故障象征來(lái)找到故障判據(jù)，而故障信息的深度挖掘，能夠?yàn)槲覀兲峁└屿`敏和可靠的跳閘依據(jù)，這也是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的基本動(dòng)力。傳統(tǒng)故障信息的識(shí)別主要是工頻量和諧波分量，對(duì)于保護(hù)所用故障象征判據(jù)的獲取依然可借助合理的二次回路設(shè)計(jì)得以獲取。然而當(dāng)前故障信息的識(shí)別已發(fā)展為暫態(tài)信息，并且各類(lèi)基于暫態(tài)信息的控制算法獲得實(shí)際應(yīng)用，但暫態(tài)分析在實(shí)用中對(duì)檢測(cè)裝置有較高要求，暫態(tài)保護(hù)也成為今后繼電保護(hù)發(fā)展新方向。 （2）信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。傳統(tǒng)繼電保護(hù)是基于模擬量和數(shù)字量的，而隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，各類(lèi)保護(hù)及控制裝置能夠按照主設(shè)備的分布 進(jìn)行安裝，使其具有全分散的特點(diǎn)，這樣使得繼電保護(hù)配置更加的靈活，并且主要有兩類(lèi)分散模式：一是將保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，而將控制及測(cè)量回路進(jìn)行組合優(yōu)化;二是將三者全部合一，達(dá)到變電站綜合自動(dòng)化控制效果。信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)，先進(jìn)智能保護(hù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)往往也是建立在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的，所以發(fā)展信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極為關(guān)鍵，甚至影響智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展進(jìn)程。 （3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的應(yīng)用。隨著電力系統(tǒng)愈加復(fù)雜，產(chǎn)生了許多非線性問(wèn)題，具有 較高的分析難度，再加上網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，通過(guò)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，能夠較好地解決大電網(wǎng)下的網(wǎng)絡(luò)線損、暫態(tài)分析等非線性問(wèn)題，還能對(duì)系統(tǒng)潮流做到有效的預(yù)測(cè)。在繼電保護(hù)發(fā)展歷程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用起于二十世紀(jì)八十年代，其典型特點(diǎn)是運(yùn)算量較大，要求同時(shí)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的采集與分析，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)較大阻礙，需建設(shè)極為龐大的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。而現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加成熟且高效，電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算效率顯著提升，也使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法具備實(shí)用 化要求，在潮流計(jì)算等領(lǐng)域有更多應(yīng)用，同時(shí)也使得繼電保護(hù)具備了智能化的特點(diǎn)。（4）自適應(yīng)繼電保護(hù)。運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，其運(yùn)行方式及故障狀態(tài)還在持續(xù) 變化，傳統(tǒng)繼電保護(hù)采取的是固定值，難以及時(shí)適應(yīng)電網(wǎng)變化，存在不安全隱患，而自適應(yīng)保護(hù)的提出，正是基于這一問(wèn)題，能夠更好地適應(yīng)系統(tǒng)變化，其保護(hù)效果得以提升，特別是當(dāng)前大量分布式電源的接入，使得電網(wǎng)潮流具有很大不確定性，而且電源出力、用戶負(fù)荷等也是不斷變化的，自適應(yīng)保護(hù)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)如今，自適應(yīng)保護(hù)基本實(shí)現(xiàn)了整定值的在線計(jì)算，能夠自主根據(jù)電網(wǎng)變化來(lái)修改整定值，也減輕了繼電保護(hù)維護(hù)工作量，有著較高應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)發(fā)展，其規(guī)模及復(fù)雜性顯著提高，對(duì)繼電保護(hù)及二次回路發(fā)展提出更高要求，并且呈現(xiàn)出信息化、智能化、自動(dòng)化等趨勢(shì)。經(jīng)多年發(fā)展，我國(guó)在繼電保護(hù)領(lǐng)域進(jìn)展迅速，創(chuàng)建了完善的繼電保護(hù)研發(fā)、制造、安裝、運(yùn)維等體系，大量先進(jìn)技術(shù)得以應(yīng)用到繼電保護(hù)及二次回路中，暫態(tài)保護(hù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)算法已轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代智能電網(wǎng)發(fā)展有較大促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王記昌， 李仁， 呂俊霞. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和二次回路的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 兵工自動(dòng)化， 2020（1）：32-34.