智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)及其應(yīng)用研究

王 劍

（國網(wǎng)重慶市電力公司綦江供電分公司， 重慶 401420）

引言

近年來，在社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的背景下，我國電力建設(shè)事業(yè)呈現(xiàn)出了較為快速的發(fā)展態(tài)勢。智能電網(wǎng)為電力建設(shè)工程中非常重要的環(huán)節(jié)，其特點鮮明。電網(wǎng)基礎(chǔ)體系與技術(shù)支撐體系完備，可以對各類外部干擾與攻擊起到抑制作用，且對大規(guī)模清潔能源與可再生資源接入充分適應(yīng)。電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在融合信息技術(shù)、傳感器技術(shù)的自動控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠獲取電網(wǎng)的全景信息，及時發(fā)現(xiàn)或預(yù)見可能發(fā)生的故障，進一步為故障解決提供有效支持[1]。此外，從智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性及安全性角度考慮，需重視繼電保護技術(shù)在其中的合理科學(xué)應(yīng)用。由此可見，本文圍繞“智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)及其應(yīng)用”展開分析研究價值意義顯著。

1 智能電網(wǎng)繼電保護的優(yōu)勢分析

智能電網(wǎng)繼電保護，為智能電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性及安全性提供了有效保障。

1.1 網(wǎng)格化優(yōu)勢

在全新數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，能夠使傳統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)信號的信息采集方式、傳輸媒介產(chǎn)生明顯的改變。利用現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以促進電網(wǎng)信息采集的效率，并提升處理分析判斷的便捷性，進一步使繼電保護系統(tǒng)的能力得到有效展現(xiàn)，使電網(wǎng)設(shè)備體系與繼電保護系統(tǒng)得到簡化。此外，在對智能化終端合理利用的基礎(chǔ)上，可以使繼電保護系統(tǒng)對保護部件的數(shù)據(jù)信息進行采集，并經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到故障狀態(tài)信息，結(jié)合對目前運行狀態(tài)的分析判斷，使控制中心作出正確、及時的提示與預(yù)警。

1.2 自動調(diào)整優(yōu)勢

基于智能電網(wǎng)，通過自適應(yīng)繼電保護系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠在不同故障狀態(tài)、運行方式下，對保護定值、模式及性能等進行調(diào)整，使繼電保護系統(tǒng)的應(yīng)用范圍得以擴大，進一步使繼電保護性能得到有效優(yōu)化。與此同時，在自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可以使目前電網(wǎng)系統(tǒng)的過渡電阻變化、單相接地短路、頻率變化等問題得到有效解決。

1.3 數(shù)字化優(yōu)勢

對于智能電網(wǎng)，使用傳輸性能優(yōu)良的互感器，能夠使傳輸電氣量的真實性與精準(zhǔn)性得到有效保證。與此同時，在繼電保護輔助功能優(yōu)化，數(shù)字化傳感器合理利用的基礎(chǔ)上，可使繼電保護的效果得到有效增強，進一步使智能電網(wǎng)處于穩(wěn)定、安全可靠的運行狀態(tài)當(dāng)中。

2 智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)要點分析

2.1 廣域保護技術(shù)

在繼電保護裝置當(dāng)中，廣域保護技術(shù)為一大支撐技術(shù)，該項技術(shù)的主要作用，一是繼電保護，二是自動控制。對于傳統(tǒng)繼電保護裝置來說，在信息收集、故障檢測等方面，存在很大的局限。在智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，新型的繼電保護裝置在對電力系統(tǒng)龐大的信息數(shù)據(jù)加以利用的基礎(chǔ)上，能對覆蓋面廣的保護平臺進行構(gòu)建。與傳統(tǒng)繼電保護作業(yè)模式相比，廣域保護技術(shù)覆蓋信息更加全面，且對安全跳閘、電力切換保護充分支持。能夠在對廣域數(shù)據(jù)進行分析的條件下，對系統(tǒng)進行自動修復(fù)，對故障進行自動排查，這樣便能夠使智能電網(wǎng)機電保護的安全性得到有效提升。

2.2 電子傳感器技術(shù)

在智能電網(wǎng)繼電保護工作運行過程當(dāng)中，電子傳感器作為其中的關(guān)鍵設(shè)備之一，可以獲得各項復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)。如將電子傳感器安裝在保護裝置上面，可以對發(fā)電、變電及供電等電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的電力數(shù)據(jù)進行收集，然后把收集獲取的數(shù)據(jù)第一時間傳輸至系統(tǒng)控制中心?？刂浦行膭t對相關(guān)數(shù)據(jù)進行整理、分析，將電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)工作情況如實地顯示出來，在提供有效的運行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以使智能電網(wǎng)繼電保護工作的質(zhì)量效益得到有效保證。

2.3 重構(gòu)技術(shù)

在繼電保護裝置當(dāng)中，重構(gòu)技術(shù)為關(guān)鍵的一項技術(shù)，此項技術(shù)的適應(yīng)性很高，可以對電力系統(tǒng)內(nèi)部存在的故障信息進行精準(zhǔn)挖掘，將故障源識別出來，然后對故障系統(tǒng)實施重構(gòu)處理，對系統(tǒng)故障部件進行識別，將可替代部件找出來，然后實行系統(tǒng)修復(fù)干預(yù)。因在智能電網(wǎng)當(dāng)中，電子元件為繼電保護系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。同時，在電子元件損壞的情況下，會使繼電保護系統(tǒng)的工作效力受到影響，但重構(gòu)技術(shù)可確保繼電保護系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，還可以對保護系統(tǒng)的故障信息進行檢測，進一步提升繼電保護系統(tǒng)運行的可靠性及安全性。

2.4 數(shù)字化技術(shù)

從現(xiàn)狀來看，智能電網(wǎng)的一大特點優(yōu)勢便是具備數(shù)字化功能，而且數(shù)字化功能的實現(xiàn)，離不開數(shù)字化技術(shù)的運用支撐。具體而言，智能電網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在兩大方面：一是測量手段數(shù)字化，在各類數(shù)字接口與電子互感器相結(jié)合的情況下，可實現(xiàn)測量手段數(shù)字化。二是信息傳輸數(shù)字化。傳統(tǒng)電網(wǎng)是通過電纜傳輸狀態(tài)量與模擬量信息的，而智能電網(wǎng)則利用光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸相應(yīng)的數(shù)字信息。電子互感器的體積比較小，并且絕緣性很好，可采取光電轉(zhuǎn)換技術(shù)測量，這樣能夠使信號傳輸頻帶有效拓寬，使暫態(tài)性能得到有效強化，進一步使傳統(tǒng)互感器測量誤差得到有效消除，在提升測量準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，使互感器故障發(fā)生率得到有效降低。

3 智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)應(yīng)用策略分析

為了提升智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)的應(yīng)用效率，需重視應(yīng)用策略的實施。結(jié)合實踐工作經(jīng)驗，提出以下主要應(yīng)用策略。

3.1 針對關(guān)鍵技術(shù)進行優(yōu)化處理

基于智能電網(wǎng)，為了使繼電保護技術(shù)的應(yīng)用可靠性及效率得到有效提升，需對關(guān)鍵技術(shù)進行優(yōu)化處理，在智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)中加入自動化控制、通信傳輸、信息收集等技術(shù)。與此同時，在關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化過程當(dāng)中，F(xiàn)ACTS 部件安裝需保證參數(shù)調(diào)整、裝配位置的合理性及規(guī)范性。并且，需保證FACTS 部件能夠?qū)\行過程當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行詳細(xì)記錄。此外，還需了解FACTS 部件的基本結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)記錄的基礎(chǔ)上，為關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化提供相應(yīng)的服務(wù)，使當(dāng)前存在的問題得到有效處理。當(dāng)然，還可以對繼電保護系統(tǒng)進行校正處理，使智能電網(wǎng)運行效率得到有效提升，進一步使繼電保護技術(shù)應(yīng)用價值得到充分有效的發(fā)揮。

3.2 提升數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度

對于智能電網(wǎng)，主要利用相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對設(shè)備的控制。所以，為了使智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)的經(jīng)驗價值能夠得到有效提升，需提升數(shù)據(jù)信息的精度。在智能電網(wǎng)當(dāng)中，參數(shù)測量技術(shù)為其中非常重要的部分，可以對智能電網(wǎng)需要的數(shù)據(jù)信息進行采集、轉(zhuǎn)換處理。并且，需確保數(shù)據(jù)支撐的完善，使繼電保護系統(tǒng)的各項工作能夠順利、有序進行，如故障定位、設(shè)備運行狀況監(jiān)測、重要部件溫度確認(rèn)以及停電確認(rèn)等。此外，還需對不同周期的繼電保護數(shù)據(jù)信息進行詳細(xì)記錄，以此使智能電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)運行的質(zhì)量效益得到全面提升。

3.3 提升設(shè)備運行效率

在對智能化控制技術(shù)、電力電子技術(shù)融合應(yīng)用的基礎(chǔ)上，電能控制、傳輸和變換能力的提升，可使智能電網(wǎng)設(shè)備運行效率得到有效提升。從目前來看，在智能電網(wǎng)當(dāng)中，包括了傳感器監(jiān)控輸電、配電和發(fā)電等工序，在對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進行采集、分析和判斷的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)對設(shè)備運行情況的實時監(jiān)控，進而對保護定值、功能進行遠(yuǎn)程修正與監(jiān)控?？傊?，發(fā)揮繼電保護系統(tǒng)的作用，可對故障位置進行準(zhǔn)確判斷，使故障實現(xiàn)自我修正，并作出自動化干預(yù)，進一步使電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及安全性得到有效保證。

3.4 提升控制強度

在智能電網(wǎng)中，需重視繼電保護系統(tǒng)控制強度的提升。首先，對電能質(zhì)量、供電終端產(chǎn)生的影響進行充分考慮，落實有效對策，使受到的干擾得到有效減輕。其次，合理利用專家系統(tǒng)，發(fā)揮該系統(tǒng)的自動化控制作用，使智能電網(wǎng)控制能力得到有效強化，進而提升系統(tǒng)的自愈能力。此外，有必要提升相關(guān)工作人員處理應(yīng)急問題的能力，從而使智能電網(wǎng)控制效果得到全面強化。

4 結(jié)語

智能電網(wǎng)繼電保護的優(yōu)勢突出，且技術(shù)要點諸多，包括了廣域保護技術(shù)、電子傳感器技術(shù)、重構(gòu)技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)等。從智能電網(wǎng)繼電保護技術(shù)應(yīng)用的效率及價值作用角度考慮，需針對關(guān)鍵技術(shù)進行優(yōu)化處理，并提升數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度、設(shè)備運行效率以及繼電保護控制強度等。在提升繼電保護技術(shù)應(yīng)用效率的基礎(chǔ)上，智能電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性及安全性將得到有效保證。