智能电网背景下继电保护的关键问题分析 郭仁泽

智能电网背景下继电保护的关键问题分析郭仁泽

发表时间：2019-01-08T17:17:29.403Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：郭仁泽郭宝滨

[导读] 摘要：智能电网提出和建设是21世纪电力工业的新创举，同时也是世界范围内应对能源环境问题和提高电网运行质量的有利措施。

（国网盘锦供电公司辽宁盘锦 124000）

摘要：智能电网提出和建设是21世纪电力工业的新创举，同时也是世界范围内应对能源环境问题和提高电网运行质量的有利措施。智能电网的建设影响了电力系统的各个环节，给作为电网安全运行第一道防线继电保护带来了挑战。同时智能电网先进的信息系统也给继电保护的发展提供了良好的机遇，所以要积极的利用以构建更加合理可靠的保护系统，适应电网改革。本文就针对智能电网背景下继电保护的关键问题进行深入探讨。

关键词：智能电网；继电保护；问题；分析

在复杂电网环境下，重新审视传统继电保护所存在的问题，探讨如何能够快速的发现与隔离故障、简化保护原理的整体计算过程和配置方案，是保障电网安稳运行的重要内容。我们应该意识到，未来智能电网要实现的主要自愈功能，主要体现在故障的快速定位与隔离、系统运行方式更新后的保护在线自适应。智能电网建设背景下的继电保护所面临的问题和机遇才是我们应该研究的重点。

1、我国智能电网建设中面临的问题

1.1大电网问题

何为“大电网”，由于我国能源与负荷呈逆向分布的态势，煤炭、水力和风能等能源型城市主要分布在西部和北部地区，但是用电负荷却集中在中、东部地区以及我国的南部沿海地区，中间相隔上千公里，这是我国特殊的电网分布情况，从客观上为了满足需求，需要采取远距离、交直流混合、超／特高压的输电方式才能实现能源资源的优化配置。但是随着电网规模日益复杂，电力系统越庞大，其安全问题也就成为重大隐患。由于电力系统越庞大，事故发生概率就越高，而且大型互联电力系统在增强输电能力的同时也会激生由局部扰动衍生为全局故障的潜在威胁，直流输电传输容量大，线路走廊利用率高，社会综合效益突出，但交直流系统的相互作用也会给交直流线路的控制和继电保护造成影响，需要加以考虑。

1.2新能源电力的互补电源问题

我国总体上缺少像水电站和燃气电站这种能与新能源电力互补的可快速调节的电源。由于新能源电力稳定性差波动性大，难以稳定输出，再加上缺少足够的就地互补电源，就会引起已建成的新能源装机无法充分并网以及风电弃风这类现象；新能源的接入会造成设备老化加快，因为发电煤耗增加为了达到电力供需平衡，燃煤机组需要频繁调整出力。此外新能源电力并网造成的系统调峰容量下降还会降低电网安全裕度。因此新能源电力的就地平衡问题要及时解决，要根据实际条件，积极探索风、光、水、气、火、储组合的优化互补方案，以减少波动性输出对整个系统的影响。

1.3配电网发展速度较慢

我国的电力供应实行单向供应的方式，电力网络和用户之间很少有互动的环节，电力配电网络是一个直接面向用户、保证供电质量并提高运行效率的重要环节。由于单向供电模式造成负荷“峰谷”差额大，导致用电负荷率低而造成不利影响。随着资源的紧张，我国已经提出建设节约型社会，因此要提升输电效率，降低电力投资，就需要对电力网络进行整改，使用智能型的配电系统，不断加强电网系统和用户的互动交流环节，配电网的建设要保障用户的用电需求，改变配电网的单电源向多电源的模式转变，并对控制技术和配网保护进行相对应的提升和调整。

2、智能电网环境下继电保护的应用措施

2.1广域保护

关于保护是电网在智能运行中，对电网子集以继电保护为分析对象的运行单位，按照子集的运行情况选择适合的数据信息并合理分析，以此来掌握智能电网的整体运行情况。广域保护在具体运行中要把整个电网按照不同的区域进行划分，再按照划分好的区域进行继电保护。广域保护的主要组成部分是控制和保护，控制室在电网运行时相应的自愈方案，可以保证在运行的时候有效的实现自我保护，保护是对整个电网的运行状态，通过对信息进行分析，判断故障的原因并对此原因提出相应的解决措施，保护主要是对运行中出现较为复杂的问题检修保护作用，关于保护在整个继电保护中有着较为重要的作用，广域保护能确保智能电网的相互适应和融合，保障智能电网的稳定运行。

2.2保护单元件

笔者对于我国智能配网建设的现状，提出了一定的措施，首先就是应该对单元件进行保护。单元件保护的对象主要包括发电机、交直流线路等，在发电机保护方面，笔者认为，相关人员必须要重点关注内部短路，特别是匝间短路保护。另外，失磁、失步保护与电网保护的有效配合也需要相关人士的注意，由于这些问题具有一定的特殊性，因此，就必须对其进行重点的保护。而在交流线路保护方面，我们知道，距离保护易受高阻接地影响，一旦在系统振荡中，发生短路的情况，那么以我国相关工作人员的技术水平，就很难对其进行应对了，因此，相关人员就必须注意到其应用于同杆并架双回线时，受所利用电气量范围的限制的问题，同时也要注意交流电路的跨线故障和零序互感等因素的相关影响，对于具体的问题，必须要保持高度的警惕。

2.3加强继电保护装置的运行维护

如前所述，由于继电保护管理涉及到的范围比较广，因此，在日常的管理工作中，应强化继电保护装置运行中的维护工作，以实现其在智能电网效能的发挥。其一是加强继电保护装置操作人员的现场培训。继电保护装置运行人员对于新设备的熟悉程度以及业务素质，直接关系到设备在智能电网中的运行以及维护质量，因此，操作人员在进行装置的操作之前，应对智能电网的运行方式、变电站的主接线情况进行严格的考核，才可在实际的运行中进行有效的运行以及维护管理工作；其二是通过启用加热器除湿、开空调降温等措施，调节现场工作环境，以确保继电保护的微机设备处于健康的运行状态。其三是做好室外二次回路的维护工作，减少发生直流接地故障的可能。

2.4完善继电保护系统

首先，可以将智能传感器应用于继电保护系统中，这样能够发挥传感器的优势，在获取更多的设备运行信息的同时，将设备运行参数转换为继电保护实现的重要依据，通过这样的方式可以保障继电保护系统的动作执行的可靠性。然而在智能电网设备的外部接线的运行过程中，自然环境的影响是不可避免的，如风霜等天气是极易引起接线振动等问题的。因此，在设备是否发生故障的环节中，不能只依靠单