倪 江（云南電網(wǎng)公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000）

一、我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展進(jìn)程

隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)先后經(jīng)歷了四個不同的發(fā)展時期：20世紀(jì)50年代是機(jī)電式繼電保護(hù)，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗的繼電保護(hù)技術(shù)隊伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。60年代廣泛采用的是晶體管繼電保護(hù)，而到了80年代集成電路繼電保護(hù)取代了晶體管繼電保護(hù)，6O年代中到8O年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。從90年代開始，繼電保護(hù)已經(jīng)進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)時代，由于微機(jī)保護(hù)不僅具有傳統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動裝置的功能，而且還具有實時參數(shù)顯示、故障測距、故障錄波等功能，從而大大提高了繼電保護(hù)的可靠性和準(zhǔn)確性。繼電保護(hù)向計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化給繼電保護(hù)提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了研究開發(fā)的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)將為我國經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

二、我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.微機(jī)在繼電保護(hù)中的大量普及

利用微型計算機(jī)超強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯處理能力，應(yīng)用其獨(dú)特、優(yōu)秀的原理和算法，從而提高保護(hù)的性能是微機(jī)保護(hù)的最大優(yōu)勢。因此，近幾年來我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的微機(jī)化率越來越高。其中，微機(jī)保護(hù)在線路保護(hù)中占的比例較高，而高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置基本上采用了微機(jī)保護(hù)。微機(jī)保護(hù)的廣泛應(yīng)用為繼電保護(hù)運(yùn)行水平的不斷提高提供了有效的技術(shù)支持。

2.繼電保護(hù)與前沿技術(shù)相結(jié)合

如今的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和測量、控制、保護(hù)、數(shù)據(jù)通信一體化。現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)需要每個保護(hù)單元都能共享系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息，使每個保護(hù)單元與重合閘在分析這些數(shù)據(jù)和信息上協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備的保護(hù)裝置和計算機(jī)連接起來，實現(xiàn)計算機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已經(jīng)成為信息時代的支柱，其與繼電保護(hù)的結(jié)合是實現(xiàn)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。

在實現(xiàn)繼電保護(hù)的微機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的前提下，保護(hù)裝置實際上就是整個電力系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的所有信息，也可將它所獲得的保護(hù)單元的所有信息傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可以完成繼電保護(hù)的功能，而且在電網(wǎng)故障或正常運(yùn)行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信等功能。

繼電保護(hù)通過與這些社會前沿技術(shù)相結(jié)合，大大提高了繼電保護(hù)的可靠性和電網(wǎng)的運(yùn)行水平。

3.使用人工智能(AI)、自適應(yīng)控制算法等先進(jìn)手段

人工智能技術(shù)(AI)在非線性問題中被廣泛地應(yīng)用，和早前的傳統(tǒng)方法相比有著不可替代的優(yōu)勢。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)廣泛分布于系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，對繼電保護(hù)起著重要的作用，這主要?dú)w因于其離散的控制和對系統(tǒng)狀態(tài)的評估能力。由于人工智能的快速處理和邏輯思維能力，人工智能在在線狀態(tài)評估中發(fā)揮著越來越重要的作用，有著一定的主導(dǎo)地位，被廣應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各個方面中，特別是繼電保護(hù)方面，同時在控制、管理及規(guī)劃等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。

早在20世紀(jì)8O年代自適應(yīng)繼電保護(hù)就被提出，自適應(yīng)繼電保護(hù)是一種新型的繼電保護(hù)，其基本的思想是使保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化，從而改善供電保護(hù)的性能。自適應(yīng)繼電保護(hù)被廣泛定義為根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)診斷的變化而實時改變保護(hù)性能、特性或定值的新型繼電保護(hù)。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)，因此，現(xiàn)階段下自適應(yīng)繼電保護(hù)被廣泛應(yīng)用在變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、輸電線路的距離保護(hù)和自動重合閘等領(lǐng)域。

4.性能優(yōu)良的數(shù)字控制器件的使用

近些年來，復(fù)雜可編程序邏輯器件CPLD和現(xiàn)場可編程序門陣列FPGA等器件在繼電保護(hù)領(lǐng)域被廣泛使用。CPLD和FPGA作為現(xiàn)代可編程序?qū)Ｓ眉呻娐?ASC1)，其高度的功能集成，能把多個微機(jī)系統(tǒng)的功能集成在一塊芯片中。電子系統(tǒng)設(shè)計得到極大的變革，使得保護(hù)系統(tǒng)的高度集成、快速響應(yīng)、高可靠性等變成現(xiàn)實，并有效縮短了保護(hù)裝置的研發(fā)周期。

5.現(xiàn)代化的技術(shù)管理手段得到應(yīng)用

電網(wǎng)的發(fā)展和保護(hù)技術(shù)升級對繼電保護(hù)工作提出了更高的要求。保護(hù)裝置數(shù)量的快速增長和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的頻繁變動要求我們必須借助現(xiàn)代化的科學(xué)手段來全面提升工作效率和工作質(zhì)量。

目前大多數(shù)省電力調(diào)度通信中心均配置了故障信息管理系統(tǒng)、繼電保護(hù)整定計算和運(yùn)行管理系統(tǒng)。故障信息管理系統(tǒng)可以方便地調(diào)取保護(hù)和故障錄波數(shù)據(jù)，使得維護(hù)人員能以最短的時間給出保護(hù)動作的行為分析，加快電網(wǎng)事故處理和系統(tǒng)恢復(fù)。繼電保護(hù)整定計算和運(yùn)行管理系統(tǒng)能大大提高保護(hù)消缺、動作統(tǒng)計以及整定計算效率，將有限的人力從繁瑣的工作中盡可能多地解放出來，將更多的精力投入到提高運(yùn)行管理水平和技術(shù)監(jiān)督上來。技術(shù)設(shè)備的升級提高了繼電保護(hù)運(yùn)行管理水平，為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了良好的基礎(chǔ)。

三、我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)在經(jīng)歷了從建國初期到現(xiàn)在的三個階段的發(fā)展之后，將會向更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的方向發(fā)展。

1.繼電保護(hù)綜合自動化

繼電保護(hù)裝置在現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)條件下可以說是一種多功能的計算機(jī)裝置，在整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可以看作是一個智能終端。在網(wǎng)絡(luò)化的條件先實現(xiàn)了從網(wǎng)上獲得電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息和數(shù)據(jù)，或者將接收到的被保護(hù)元件的信息和數(shù)據(jù)輸送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或者終端。由此可以看出，網(wǎng)絡(luò)化條件下的繼電保護(hù)裝置可以在電力系統(tǒng)無故障運(yùn)行的情況下自動獲得測量、控制、通信數(shù)據(jù)，從而自動實現(xiàn)了保護(hù)、控制、測量等一體化功能。實現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)的條件日趨成熟，無論是變電站客戶機(jī)對保護(hù)信息的搜集、信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸，還是調(diào)度端服務(wù)器對EMS共享數(shù)據(jù)的讀取、故障及穩(wěn)定分析計算，都可以得到解決?，F(xiàn)在主要的實施難度在于此系統(tǒng)需要綜合繼電保護(hù)、調(diào)度、方式、遠(yuǎn)動、通信以及變電站綜合自動化等各個專業(yè)的技術(shù)，并且涉及到控制運(yùn)行設(shè)備，因此只要解決好管理問題，就可以順利實施。而從保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行角度出發(fā)，繼電保護(hù)的綜合自動化將會是一個不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，各個問題將會隨著其進(jìn)一步發(fā)展而逐步得到解決。

2.繼電保護(hù)技術(shù)智能化

近年來，人工智能技術(shù)在各個領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在電力領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已經(jīng)開始。如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域已經(jīng)開始應(yīng)用。近幾年來，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)。如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更決。

結(jié)論

電力是人民生活和經(jīng)濟(jì)水平提高的重要行業(yè)，目前的供電企業(yè)發(fā)展正在逐步提高。其中，繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，所以我國的電力系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)對繼電保護(hù)技術(shù)的改進(jìn)與完善，使我國的電力得到可持續(xù)發(fā)展。

[1]王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行技術(shù).北京：電力工業(yè)出版社.