智能电网对继电保护的影响 王玥

智能电网对继电保护的影响王玥

发表时间：2018-08-17T15:27:25.887Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：王玥

[导读] 摘要：随着中国经济的快速发展，对电能的需求越来越大。

（清远电力规划设计院有限公司广东清远 511517）

摘要：随着中国经济的快速发展，对电能的需求越来越大。作为电力系统稳定性的保证，近年来继电保护越来越受到挑战，包括各种技术因素和人为因素。有效地解决了这些问题。本文阐述了智能电网对继电保护技术的影响，介绍了智能电网环境下继电保护技术的发展方向。

关键词：继电保护；智能电网；发展

引言：智能电网是当今世界电力系统发展的最新趋势。它被认为是21世纪电力系统的重大技术创新和发展趋势。作为当今世界电力系统发展的最新趋势，智能电网已从原来的模糊概念转变为具体的实施阶段。随着国家电网公司智能电网建设的发展，基于本地测量信息和智能电网的特点带来的网络重构，分布式电力接入和微电网运行技术，对继电保护提出了新的要求。区域信息的一般保护在解决这些问题方面面临重大困难。智能电网将极大地改变传统电力系统的形状。电子变压器，数字化变电站技术，广域测量技术，AC / DC柔性传输和控制技术的大规模应用将不可避免地影响电力系统继电保护。在分析智能电网环境中继电保护组成的基础上，探讨了智能电网对继电保护发展的影响。

1 智能电网条件下继电保护的构成

继电保护集成在保护，控制，测量和数据通信中。实现对电网及相关设备的监控和保护是一项重要技术。计算机化，网络化和智能化是未来该领域的长期发展趋势。智能电网的分布式发电和交互式电源提出了继电保护的要求。

首先，对于保护装置，保护功能一方面需要相关联的其他装置的操作信息，另一方面需要保护对象的操作信息。它可以快速隔离故障和自我恢复，避免大规模停电的发生，但只有准确和实时识别故障，并保证没有或少量的人工干预。因此，智能电网继电保护装置的保护动作不一定只跳转到保护对象，但也可以只发送跳转命令跳过其他相关节点，而不打开保护对象，并且即使对象受到保护。

其次，各行各业的日益普及也为探索新的保护原则提供了条件。通信和信息技术的快速发展，数字技术和应用的广泛发展，以及智能电网日常运行状况的实时监控。它主要通过使用传感器来生成关键设备，如发电，输电，配电和供电。使用该信息，可以监视操作条件，并且可以通过网络系统收集，集成和分析所获取的数据，以实现保护功能和保护设置的远程动态监视和校正。

2 智能电网下继电保护应解决的问题

2.1 保证时间及数据的同步

智能电网采用分布式电子变压器和合并单元的数据采集方式，数据通过网络传输到电子设备等保护。为了实现数据采集的同步以及保护之间的信息交互和相互协作，需要统一准确的时钟作为系统的时钟源，每个数据采集单元的时钟和每个保护设备的时钟，通过精确的计时技术精确同步。

2.2 智能电网中系统方式变更对继电保护的影响

在智能电网中，网状结构使得每个点可能是功率点和最终用户点，因此线电流的流动是双向的。另外，作为电网电网的点的分布式电源也可以从系统列出以形成微电网以单独操作。这种电网的运行方式是不确定和可变的，导致系统的运行阻抗不断变化。最终，无法设置传统的过流保护和距离保护设置，并且不能单独使用保护。基于此，必须考虑新的保护方案，以保护其免受电网运行方式的变化。

2.3 继电保护的整定计算更加复杂

从电网继电器设定计算的角度来看，有许多因素需要考虑，电网的接线方式和运行方式对定值计算影响最大。随着电网的发展，电网规模越来越大，布线方式和运行方式也越来越复杂。为了合理地协调保护的灵敏度，选择性，快速性和可靠性之间的关系，为了实现每个保护的最佳协调状态，有必要重复电网的各种操作模式和各种故障状况。

3 智能电网对继电保护发展的影响

3.1 数字化

智能电网的一个重要特征是数字化。对于继电保护，一种是测量方法的数字化，另一种是信息传输方法的数字化。随着智能电网的建设和智能仪器设备的推广，传统变压器将逐步退出运营。电子变压器采用网络接口，通过网络保护装置和智能断路器连接，大大简化了二次回路接线，易于维护。

3.2 网络化

对于继电保护，数字化变电站的网络带来了两个变化。首先，信息采集虽然继电保护功能仍然是“自扫”，但由于网络数据的传输。第二是信息传输。由于使用具有数字接口的智能断路器，诸如跳闸门的控制信号的传输模式也从次级电缆改变为数字信号网络传输。

3.3 广域化

近年来，随着中国电网信息化进程的不断推进，中继保护信息专网也初步建立起来，将成为智能电网控制的重要组成部分。虽然WAMS网络和继电保护信息系统的初衷不是用于继电保护业务，但值得考虑其提供的广域信息，以提高备用保护的性能，提高安全自动化的性能。

3.4 输电灵活化

智能电网的最大特点之一是提高传输效率和控制方法的灵活性。在智能电网中，不可避免地使用大量的AC柔性传输技术，例如可控串联补偿装置，静态无功补偿装置，电能质量控制装置，统一潮流控制器和STAT-COM。此外，中国电网的交直流混合输电特性也大大增加了电网中非线性可控功率元件的数量。

4 智能电网下继电保护的发展

4.1 保护、控制、测量、数据通信一体化

在继电保护的计算机化和组网的条件下，保护装置实际上是一台高性能，多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的智能终端。它可以从因特网上获得电力系统运行和故障的任何信息和数据，并可以将其获得的受保护组件的任何信息和数据传输到网络控制中心或任何终端。因此，每个微机保护装置不仅可以完成继电保护功能，还可以在无故障的情况下完成正常运行下的测量，控制和数据通信功

能，即实现保护，控制，测量和数据通信的集成。

4.2 继电保护技术智能化的应用

近年来，神经网络，遗传算法，进化规划和模糊逻辑等人工智能技术已应用于电力系统的各个领域，并开始研究继电保护的应用。神经网络是一种非线性映射方法。通过应用神经网络方法可以解决许多难以求解方程或难以求解的困难非线性问题。例如，当系统电位角在传输线的两侧摆动时，通过过渡电阻的短路是非线性问题。距离保护很难正确确定故障位置，从而导致误操作或拒绝；如果使用神经网络方法，在训练了大量故障样本后，只要样本集充分考虑了各种情况，就可以在出现任何故障时正确区分。其他如遗传算法，进化规划等也具有解决复杂问题的独特能力。正确地结合这些人工智能方法可以使解决方案更快。可以预见，人工智能技术将应用于继电保护领域，以解决传统方法难以解决的问题。

4.3 继电保护自适应控制技术的应用

自适应继电保护是一种新型继电保护，可根据电力系统运行和故障情况的变化实时改变保护性能，特性或设置。其基本思想是尽可能使继电保护适应电力系统的各种变化，进一步提高保护性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣，是微机保护的生命力和不断发展的重要组成部分。自适应继电保护具有提高系统响应，提高可靠性和提高经济效益的优点。它在输电线路的距离保护，变压器保护，发电机保护和自动重合闸等领域具有广阔的应用前景。针对电力系统频率变化的影响，单相接地短路过渡电阻的影响，电力系统振荡的影响以及故障发展的问题，采用自适应控制技术来提高保护性能。

结语

随着中国经济的不断发展，智能电网的发展步伐将继续加快。智能电网的建设是电力系统的重要变化和电网未来的发展方向。随着智能电网建设和相关研究的推进，继电保护行业应适应智能化方向发展电网需求，跟上电网建设步伐，为智能电网建设提供技术支撑。

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