宋燕伶
(四川省電力公司綿陽安縣供電局,四川 安縣622650)
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,社會生產(chǎn)、人類生活的用電需求急劇增大,在這樣的環(huán)境下加強(qiáng)國家電網(wǎng)的改革,是時代發(fā)展的要求,同時也是電力企業(yè)發(fā)展的要求。積極構(gòu)建智能化的電網(wǎng)體系如今已經(jīng)成為我國電力企業(yè)發(fā)展的新方向,強(qiáng)調(diào)以風(fēng)能、太陽能等清潔能源為主,并充分結(jié)合發(fā)達(dá)國家電力建設(shè)事業(yè)的發(fā)展路子,結(jié)合自身實(shí)際,從而構(gòu)建高壓電網(wǎng)來作為網(wǎng)絡(luò)骨干的新方向。而繼電保護(hù)裝置作為電網(wǎng)中的"衛(wèi)士",能夠有效地將電網(wǎng)故障與系統(tǒng)隔離,從而防止大面積停電現(xiàn)象的發(fā)生。因此,我們在國家智能化電網(wǎng)大力發(fā)展的同時,需要積極關(guān)注繼電保護(hù)技術(shù)的研究,保證電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行。
目前,智能電網(wǎng)的構(gòu)建尚還處在初級階段,如何定義,仍是各國學(xué)者討論的焦點(diǎn)問題,由于各國電力發(fā)展的規(guī)模、環(huán)境以及出發(fā)點(diǎn)都存在不同,所以對智能電網(wǎng)的理解也都是站在國家的角度。我國對于智能電網(wǎng)的定義是:以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),利用先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù),逐漸構(gòu)建以自動化、計算機(jī)化、互動化為主要特征的統(tǒng)一的堅強(qiáng)的智能化電網(wǎng)。它要求系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時,能夠有效地把故障的影響范圍降到最低,并在最短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。
智能電網(wǎng)具有清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效、友好互動、堅強(qiáng)可靠等特點(diǎn),具有強(qiáng)大的電力輸送能力和安全可靠的供電能力,能夠在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上,有效地降低污染排放和能源的消耗,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)高效。此外,智能電網(wǎng)還可以在靈活調(diào)整用戶接入與退出、兼容各類電源、靈活調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)作方式的同時,實(shí)現(xiàn)用戶、電源、電網(wǎng)三者信息的公開透明與共享,從而做到透明公開和友好互助。如今智能電網(wǎng)的建設(shè)雖然處在起步階段,但是各級電力公司都加快了智能電網(wǎng)的建設(shè)步伐,從而使智能電網(wǎng)從一個"概念股"開始向"熱點(diǎn)股"轉(zhuǎn)變。我們還需要注意的是,智能電網(wǎng)中的數(shù)字化變電站技術(shù)、電子式互感器、交直流靈活輸電、廣域測量技術(shù)等都會給電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)帶來影響,必須加強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)的研究。
應(yīng)用傳感器在智能電網(wǎng)中對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵的電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,然后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,最后對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以此來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)對保護(hù)定值和保護(hù)功能的動態(tài)監(jiān)控和及時修正。
對于繼電保護(hù)裝置來講,保護(hù)功能除了需要保護(hù)對象的運(yùn)行信息,還需要相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備的運(yùn)行信息。這就需要做好信息的共享工作,保證故障的準(zhǔn)確性時,在沒有或少量人工敢于的情況下,迅速隔離故障并自行自我恢復(fù),從而避免大面積停電事故的發(fā)生,提高電網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。因此,智能電網(wǎng)中的繼電保護(hù)裝置在保護(hù)動作時不僅僅要跳本保護(hù)對象,有時在跳本保護(hù)對象的同時,還得發(fā)出連跳指令,跳開其他關(guān)聯(lián)點(diǎn)。
未來我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,勢必朝著網(wǎng)絡(luò)化,智能化,計算機(jī)化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展。
在現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,繼電保護(hù)裝置可以看作是一個多功能的計算機(jī)裝置,而在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以說是一個智能終端。繼電保護(hù)裝置在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,先通過互聯(lián)網(wǎng)獲得電力系統(tǒng)運(yùn)行以及故障的數(shù)據(jù)和信息,或者是先接到被保護(hù)原件的數(shù)據(jù)或者信息然后傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心。據(jù)此,我們可以看出,網(wǎng)絡(luò)條件下的繼電保護(hù)裝置能夠在電力系統(tǒng)設(shè)備無故障運(yùn)行的情況下,自動地獲取測量、控制通信數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)測量、控制、保護(hù)的一體化功能。而目前,實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的綜合性的自動化系統(tǒng)條件已經(jīng)齊備,變電站客戶機(jī)會對保護(hù)信息進(jìn)行搜集以及信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸,還有調(diào)度終端服務(wù)器對EMS共享數(shù)據(jù)的讀取、故障分析以及穩(wěn)定分析的計算等難題,現(xiàn)在通過繼電保護(hù)綜合自動化的應(yīng)用都已經(jīng)得到了妥善解決。如今,我們面臨的技術(shù)問題就是應(yīng)該如何解決綜合繼電的調(diào)度、運(yùn)動、保護(hù)、通信以及自動化綜合變電站的建設(shè)等問題,也涉及到如何更好地控制運(yùn)行的設(shè)備,如何做好設(shè)備的維護(hù)和管理工作。因此,在接下來的工作中,我們只要能妥善解決好管理問題,就能夠保證繼電保護(hù)的自動化技術(shù)得到順利實(shí)施。
繼電保護(hù)技術(shù)的智能化應(yīng)用目前已經(jīng)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用研究工作中拉開了序幕。例如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等都已在電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域得到應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效地解決很難用方程式來表示或者極難求解的非線性問題,可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射方式來解決。而以生物神經(jīng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展最為迅速,具有分布式儲存信息、自組織等優(yōu)點(diǎn)。
目前,在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)其方向保護(hù)、故障距離判定、故障類型的判斷以及主設(shè)備保護(hù)的功能,例如在輸電線的兩端系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路,就是一個典型的非線性問題,而通過距離保護(hù)的方法很難準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障的原因,給故障的排查帶來一定難度,也會造成拒動或者誤動現(xiàn)象的發(fā)生。但是,假如我們使用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,通過大量的故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本充分考慮各種情況出現(xiàn)的可能性,就能夠準(zhǔn)確判別故障發(fā)生的地點(diǎn)。同時像進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法等都具有獨(dú)特的魅力,能夠有效地幫助我們解決復(fù)雜的電力系統(tǒng)問題。因此,在電力系統(tǒng)運(yùn)行中,我們只要能夠充分地運(yùn)用這些人工智能的方法,就可以極大地提高問題的解決速度。
互感器故障的減少以及互感器傳輸性能的大幅提高,使繼電保護(hù)不再需要考慮二次回路斷線、電流互感器飽和、二次回路接地等常見的互感器故障問題。同時,電氣量氣息傳輸?shù)恼鎸?shí)性強(qiáng)化了繼電保護(hù)裝置的性能,為工作效率的提高提供了有力保證。目前如何簡化幾點(diǎn)保護(hù)裝置的輔助功能,使用數(shù)字傳感器來提高繼電保護(hù)裝置的整體性能,是我們未來加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置利用效率需要研究的核心問題。
隨著互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)域的不斷擴(kuò)大,電網(wǎng)的電壓等級也大幅提高,使得供電的不穩(wěn)定性和出現(xiàn)故障的可能性大大增加。對此,在電網(wǎng)信息化的進(jìn)程中,我們可以通過廣域測量技術(shù)WAMS網(wǎng)絡(luò)提供的廣域信息為后被保護(hù)服務(wù),以此來提高自動化裝置的性能,保證大型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,防治大面積停電事故的發(fā)生。
智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)是保證電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的首道防線,安全責(zé)任重大,因此對工作人員的業(yè)務(wù)水平要求較高。近幾年,我國電力行業(yè)普遍開展繼電保護(hù)專業(yè)知識和技能的競賽活動,以此來促使工作人員迅速適應(yīng)國家電網(wǎng)快速發(fā)展的要求,加快"兩個轉(zhuǎn)變"的推進(jìn)力度,強(qiáng)化人才強(qiáng)企的戰(zhàn)略,這對于進(jìn)一步提高繼電保護(hù)工作人員的崗位技能和技術(shù)水平都具有重要意義。
隨著各級電力公司繼電保護(hù)崗位人員隊伍的不斷壯大,加強(qiáng)對新進(jìn)員工的崗前培訓(xùn)工作顯得愈發(fā)重要。供電企業(yè)的在初進(jìn)人員上崗之前,一定要對其進(jìn)行崗前培訓(xùn)與考核,考核合格后持上崗證上崗。此外,還應(yīng)積極開展技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)競賽,通過培訓(xùn)和競賽,使繼電保護(hù)工作人員能夠較為全面地掌握繼電保護(hù)工作的專業(yè)知識,增強(qiáng)其實(shí)踐技能,為今后的工作順利開展打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。同時,各級供電企業(yè)還應(yīng)始終加快推進(jìn)"兩個轉(zhuǎn)變",積極實(shí)施人才強(qiáng)企戰(zhàn)略,以人才發(fā)展來實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展,以人才進(jìn)步來推動繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)步。
近年來,我國在不斷加快智能化電網(wǎng)的建設(shè)步伐,對其保護(hù)裝置的可靠性和動作反應(yīng)速度也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn),對保護(hù)裝置的配合、裝置也提出了更高的要求,對保護(hù)裝置的功能的發(fā)展提出了更遠(yuǎn)大的目標(biāo)。相信隨著智能化電網(wǎng)的快速發(fā)展以及繼電保護(hù)技術(shù)的不斷進(jìn)步,勢必會對保護(hù)定值的自適應(yīng)和保護(hù)功能做出更合理的調(diào)整??傊覈睦^電保護(hù)技術(shù)會繼續(xù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、計算機(jī)化、保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化、智能化的方向發(fā)展。廣大電力系統(tǒng)的工作者也將不斷總結(jié)經(jīng)驗,加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)工作,繼續(xù)努力提升繼電保護(hù)工作的高度,從而確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。
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