智能电网背景下的继电保护技术分析 王歌

智能电网背景下的继电保护技术分析王歌
摘要：在智能电网的背景下，继电保护作为智能电网的关键性技术，面临着机遇和挑战。

继电保护中的智能传感技术、超高压交织流混合输电、电力电子元件的应用、新能源并网等已经得到快速发展，成为继电保护的突出特征。

鉴于此，本文对智能电网背景下的继电保护技术进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：智能电网；继电保护；技术分析
一、智能电网的内涵
智能电网的特征在我国定义为信息化、自动化、数字化和互动化的技术，集团化、精益化、集约化和标准化的管理。

与传统的电网相比，智能电网拥有很多优势：（1）抗干扰能力强。

智能电网在遇到外界干扰比如极端天气、自然灾害等时，由于其安装了传感、智能设备，能够持续监控和观察外界，因此能够及时自动预警；（2）更加科学的机构。

用于发电的各种清洁能源，比如太阳能、风能、水能等都能在智能电网中使用。

同时，智能电网也支持分布式电源，其具有即插即用的功能；（3）相对透明、公平的电价。

高度信息化、电价信息收集更加充分的智能电网，在定价时也会相对公平。

二、继电保护技术的特点以及新模式
继电保护技术在智能电网的应用过程中，最为显著的突出特点便是灵活性和超流行，这两种属性在一定程度上能够确保继电保护技术对于电流实现远距离控制。

在继电保护装置的实际应用过程中，需要加强对于继电保护装置的功能、量程以及性质等方面内容的了解和掌握，并根据实际的用电需求加以调整和完善。

智能电网对于整个电力系统的自动监控工作，主要是通过设备的传感器得以实现和完成，其对于电力系统中的各个元件和设备等提供实时监控，并自动调节运行的时间和功率等，进而更好地适应运行环境和温度等不同因素的变化情况。

近几年来，神经网络、模糊算法以及人工智能等全新技术的快速研究和发展，使得继电保护技术能够在智能电网中的应用更加广泛。

人工智能技术的应用能够更好地解决十分复杂的非线性函数问题；同时，还能够促进继电保护技术的发展更加快速和稳定。

智能电网系统的发展背景下，继电保护技术的应用能够对于电网运行过程中所存在的故障实施自动定位，并根据电力系统的运行情况进行及时调节和纠正，做出电路定值、保护程序等多个方面的完善，进而在一定程度上提高了电路保护的有效性和实时性。

人工智能技术的发展和应用，还产生了自适应继电保护装置。

这种技术的出现能够与智能电网系统更好的融合，并且在短时间内快速适应电力系统的运行规律，不仅在一定程度上提高了电力系统的运行质量，还能够促进电力部门的整体经济收益。

三、智能电网背景下继电保护技术分析
1、保护重构技术
该技术作为智能电网系统领域中全新的继电保护技术方案之一，与传统继电保护系统技术相比具有诸多优势:一是通过提高继电保护整定值的自适应性，来提高智能电网系统中继电保护的灵活性水平，与智能电网系统不同运行方式相适应;二是可实现继电保护系统的在线配置与重组，以更好的与智能电网结构所产生的一系列改变相适应;并且，保护重构技术还支持对智能电网系统中红继电保护装置所存在隐性故障的查找与分析，以支持对继电保护装置乃至整个智能电网系统的自诊断;最后，保护重构技术可以在智能电网继电保护装置失灵的情况下自动搜寻可替代的新保护装置，尽快恢复智能电网系统继电保护功能，以自愈的方式避免
继电保护装置故障对智能电网系统运行所产生的不良影响，保障智能电网的安全
可靠运行。

2、智能传感技术
智能传感技术在继电保护信息方面具有采集方便、信息可靠等优点，为继电
保护发挥作用提供支持。

例如变压器的保护，它以传感技术为基础，在变压器的
本身、一次侧和二次侧都设置了智能传感器，根据其用处不同，设置的传感器也
有所不同，一般有振动、温度、液面及流量传感器等等，能够对变压器进行检测
和控制。

在一次侧和二次侧位置上安装振动传感器，检测位移。

在变压器本体上
安装振动传感器检测位移、安装温度传感器检测温度、安装液面传感器检测油面
位置、安装流量传感器检测气体和液体的流量。

一次侧和二次侧的振动传感器会
受到冰冻、雨水等外部环境的影响，从而可能导致判断错误。

而本体上的传感器
也可能会因地震等恶劣环境而造成监测的误差。

因此，在智能电网背景下，要全
面采集输电线路、发电器及变压器等的信息，有效监控继电保护装置及回路，准
确定位故障部位，并有计划地调试和检查继电保护装置，从而降低误动或者是损
坏操作。

3、广域保护技术
该技术是以子集单位电网为基础所形成的，主要是针对智能电网运行过程中
存在的线路、继电保护误动动作等故障问题进行分析与处理，广泛收集电网系统
中各类设备的状态信息，整理关键参数，并在诸如继电保护计算机辅助整定软件
的辅助下详细分析数据的关系，通过一系列的判断与预测，最终准确定位电网故障，为故障检修人员提供科学依据，并实现对故障区域的快速切除与隔离。

在智
能电网系统中，广域保护技术被广泛应用于电力网络子集中，主要包括以下两个
构成部分:第一是继电保护技术，通过诊断故障类型，定位故障区域的方式，为故障检修人员提供解决故障的可行性建议，以及时消除故障目标，提高智能电网自
身的继电保护性能;第二是安全自动控制技术，其核心是对智能电网系统中的故障进行及时处理，提供多种备选处理方案。

4、超高压交直流混输技术
超高压交直流混输技术在“三横三纵”电网结构建设格局形成后，对继电保护
技术提出了更高的要求。

在应用超高压后，电网的暂态特征在故障期间更加明显，逐渐变慢的电网非周期分量衰减增加了谐波分量，从而提高了对继电保护互感器
的性能要求。

智能电网下的继电保护互感器能够有效处理超高压交直流混输技术
中的滤波和谐波分量。

除此之外，更复杂的暂态性质在超高压交直流混输中出现，使以谐波作为依据的难度加大。

超高压交直流混输技术的应用还引入了超高压长
线路中的串联补偿等新技术难题，为了解决此类问题需要利用在智能电网背景下
加强交直流线路保护的方式，比如使用更加合理的非线性原件等。

5、新能源并网
智能电网发展的一个主要特征是对可再生清洁能源的接入使用，这些能源包
括水能、风能及光伏等。

新能源因其丰富的来源、较低的环境污染和可再生的特
点而成为缓解能源危机的一个手段。

不过因新能源不稳定的来源、不成熟的开发
技术等，也影响到智能电网的正常运行和电能的质量。

以风能为例，风能接入点
的不同、接入类型的不同、工作的状态等都会影响到电流的运行。

因此，在接入
新能源时，继电保护设备要将任何可能的问题考虑进去，并对问题进行优化。

6、电力电子元件的应用
功率整流二极管、可管断晶闸管、功率静电感应晶体管等电力电子元件在智
能电网的不断发展中也得到广泛应用。

在继电保护装置的设计上，为了避免由于电力电子元件开关频率大导致的大量谐波影响电网的运行，需要对其多加考虑，尤其是直流线路中。

行波信号的不稳定现象在直流线路中界线方式、柔性交流输电系统元件及波速的影响下十分突出，是必须要解决的问题。

而电力电子元件的应用在提高电能质量，改善电网监控系统方面也具有非常重要的作用，其技术也在智能电网背景下得到发展。

四、继电保护技术在智能电网背景下的发展趋势
近几年来，网络技术在各个领域得到了广泛的应用，继电保护技术与网络技术同样存在密切关联。

将继电保护技术与网络技术相互融合，完全符合继电保护技术的未来发展需求。

网络技术的应用能够在一定程度上提高继电保护技术的应用范围，并为其未来的发展和建设提供更为可靠的技术支持。

当前，中国已经进入到一个信息化的发展时期，将网络技术应用于电力系统的管理过程中，已经成为未来的发展趋势和方向，并不断优化和升级，不仅能够达到简化继电保护线路的目的，还能够利于继电保护装置的安全和运行。

结束语
智能电网是中国电力系统的未来发展趋势，在智能化电网的发展背景下，继电保护技术也得到了显著的发展，逐渐扩宽了继电保护技术的应用范围，不仅能够确保电网设备的稳定运行，还能够促进中国电力事业的可持续发展。

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