王迎春

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展和我國社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，不但我國的通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)有了很大的進(jìn)步，我國的電力系統(tǒng)相對而言也有了非常高速的發(fā)展，這就意味著我國的繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展即將有著原理上的突破以及其應(yīng)用上的革命，意味著其將會(huì)由數(shù)字時(shí)代跨入信息化時(shí)代。該文通過對我國的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)所發(fā)展的四個(gè)階段做出了回顧性分析，對微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的成就也做出了相應(yīng)的概述，從而提出了繼電保護(hù)的新課題，即：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制和測量以及數(shù)據(jù)通信一體化還有人工智能化等國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展所面臨的趨勢。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 分析 趨勢 技術(shù) 繼電保護(hù)

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0024-02

1 我國繼電保護(hù)的光輝歷史

繼電保護(hù)技術(shù)與電力系統(tǒng)對運(yùn)行可靠性要求的提高息息相關(guān)，所以電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展也帶動(dòng)著繼電保護(hù)技術(shù)隨之不斷地發(fā)展著。在我國建國初期，百廢待興，繼電器制造工業(yè)隊(duì)伍和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)隊(duì)伍以及繼電保護(hù)學(xué)科隊(duì)伍還有繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍都相繼在我國出現(xiàn)了，并且與時(shí)俱進(jìn)，逐漸邁向成熟和完善的道路。在20世紀(jì)50年代的時(shí)候，由于我國專業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)和掌握并且正確的利用別國的先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，一支具有豐富的繼電保護(hù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和繼電保護(hù)理論成就并且對整個(gè)中國的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立與成長起到了很重要的指導(dǎo)作用的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍在我國建成了，這無疑是一個(gè)新的突破，也正是因?yàn)檫@樣，不久后我國也建立起了屬于我們國家自己的繼電器制造業(yè)。到了20世紀(jì)60年代便成了機(jī)電式繼電保護(hù)的繁榮時(shí)代，這是因?yàn)樵?0世紀(jì)60年代中期的時(shí)候，我們國家就已經(jīng)建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)和制造以及運(yùn)行還有教學(xué)的一個(gè)完整的體系，也正是由于這個(gè)原因，我國的繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展有了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國的微機(jī)保護(hù)的研究的起步比較晚，其起步主要在20世紀(jì)70年代的末期，但是盡管如此，其發(fā)展的速度和狀況還是相當(dāng)可觀的。在1984年的時(shí)候，我國就已經(jīng)生產(chǎn)出了我國有史以來第一套微機(jī)距離保護(hù)樣機(jī)，不但如此還通過試運(yùn)行之后通過了鑒定并且批量生產(chǎn)，此后，我國每年都會(huì)有新產(chǎn)品相機(jī)被生產(chǎn)；到了1990年的時(shí)候，第二代微機(jī)線路保護(hù)裝置就已經(jīng)正式投入了運(yùn)行。20世紀(jì)90年代初是集成電路的繼電保護(hù)的時(shí)代，集成電路繼電保護(hù)的研制和生產(chǎn)以及調(diào)試還有應(yīng)用等都漸漸走向了主導(dǎo)地位，并且取代了晶體管繼電保護(hù)，其中南京電力自動(dòng)化研究所研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)最具有代表性意義。更高精度和更高性能的數(shù)字外圍器件的采用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步是微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展動(dòng)力。

2 我國繼電保護(hù)的現(xiàn)狀

近30年來，能夠標(biāo)志著繼電保護(hù)領(lǐng)域的最顯著的進(jìn)展則莫過于微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的飛速發(fā)展與逐漸成熟?，F(xiàn)如今，電力系統(tǒng)己經(jīng)發(fā)展為一種現(xiàn)代化系統(tǒng)，并且這種現(xiàn)代化系統(tǒng)具有跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)和跨國聯(lián)網(wǎng)以及高度自動(dòng)化運(yùn)行的特點(diǎn)。對于微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)，無論是其原理不同還是其機(jī)型不同，都有著其各自的特色，正是由于這個(gè)原因，電力系統(tǒng)才會(huì)有了一種不僅僅只是性能很好，并且功能也非常齊全的、工作也非常可靠的新一代繼電保護(hù)裝置。目前為止，我國的全國性聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)漸漸實(shí)現(xiàn)了，但是大電網(wǎng)互聯(lián)也會(huì)從很大程度上影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行，如：發(fā)生大電網(wǎng)瓦解事故。所以，為了能夠保證互聯(lián)電力系統(tǒng)能夠安全并且穩(wěn)定的運(yùn)行，尋求更為有效的電網(wǎng)保護(hù)及控制措施至關(guān)重要。由于電源原動(dòng)機(jī)特性和電源分布的不同會(huì)影響電力系統(tǒng)的性能，所以，為了能夠有效地避免發(fā)生電力系統(tǒng)事故，則要求我們對其所相應(yīng)的系統(tǒng)控制策略進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究，不僅如此，還要開發(fā)新的繼電保護(hù)與控制裝置，由此來使其系統(tǒng)運(yùn)行特性得到改善。

3 展望繼電保護(hù)的未來

向網(wǎng)絡(luò)化、微機(jī)化、智能化，保護(hù)、控制、測量、計(jì)量、數(shù)據(jù)通訊一體和人機(jī)智能化方向發(fā)展是繼電保護(hù)技術(shù)未來所不可避免的發(fā)展趨勢。

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

作為通訊和信息以及數(shù)據(jù)的工具的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)如今以順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流成為了信息時(shí)代核心的技術(shù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不僅僅為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通訊手段，而且還對各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生著極為深刻的影響。目前，由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)通訊的聯(lián)網(wǎng)手段，繼電保護(hù)的作用僅僅是局限于準(zhǔn)確并快速的切除故障元件，并且將事故范圍盡量的縮小。將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化是為了實(shí)現(xiàn)更好地系統(tǒng)保護(hù)的基本條件，由主站對串聯(lián)在一起的每一點(diǎn)保護(hù)裝置進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)與管理，既而以此來實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化，不僅僅可以在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出指令給相應(yīng)的保護(hù)裝置，縮小故障的范圍并快速切除故障，而且還可以在最短的時(shí)間內(nèi)最準(zhǔn)確的判斷出故障的位置和故障參數(shù)的檢測性質(zhì)以及發(fā)生故障的原因等等，從而使整個(gè)系統(tǒng)可靠性和安全性得以提高。由此可見，實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化無疑是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

3.2 微機(jī)化

微機(jī)保護(hù)硬件隨著時(shí)代和經(jīng)濟(jì)以及計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展而發(fā)展。當(dāng)前，由于電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)要求不斷提高，不僅僅要保護(hù)基本功能，而且還應(yīng)當(dāng)要具備大容量故障信息與數(shù)據(jù)的長期存放的空間。正是由于這樣，則對微機(jī)保護(hù)裝置的功能有了一定的要求。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展的初期，專家們就渴望能夠利用一臺(tái)小型的計(jì)算機(jī)做成繼電保護(hù)裝置，但沒能實(shí)現(xiàn)，這主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的小型機(jī)不但成本高，而且還面臨著體積大和可靠性差的難題。電氣自動(dòng)化發(fā)展的必然方向是用微機(jī)保護(hù)裝置替代繼電保護(hù)。如今，這種微機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展非常快，其不但吸收國外先進(jìn)技術(shù)，而且，與此同時(shí)，還向廣大電力用戶推出主要適用于各變電所的變壓器和發(fā)電廠以及線路還有電動(dòng)機(jī)等的保護(hù)和測控的集保護(hù)、計(jì)量和測量以及控制還有通訊于一體的高性能的微機(jī)綜合保護(hù)裝置。其所具有的優(yōu)點(diǎn)有：采用先進(jìn)的高性能處理器作為主CPU.在軟件設(shè)計(jì)上，從而使保護(hù)裝置的可靠性在很大程度上得到了保證，RAM容量大，裝置采用全密封結(jié)構(gòu)，對抗干擾組件進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，從而提高了其抗震和抗電磁的干擾能力；強(qiáng)大的裝置功能和優(yōu)越的性能以及性價(jià)比高，使用安全可靠的現(xiàn)場控制總線技術(shù)，在通訊層共享各裝置的信息，從而從很大程度上節(jié)省了維護(hù)工作量和電纜，并且減少了造價(jià)，裝置采用全漢化液晶顯示，從而使調(diào)試和運(yùn)行以及維護(hù)更加方便。由此可見，繼電保護(hù)裝置的徽機(jī)化已成必然趨勢。endprint

3.3 智能化

近些年來，模糊邏輯和進(jìn)化規(guī)劃以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還有遺傳算法等人工智能技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域，除此之外，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也正在開始著。有很多非線性問題列方程或求解比較困難，但若利用作為非線性映射的一種方法即：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以快速并準(zhǔn)確的解決。比如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開的情況時(shí)發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路，距離保護(hù)做出故障位置的判別非常困難，并且很可能會(huì)造成拒動(dòng)或誤動(dòng)；但是如果采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的話，只要保證樣本集中充分考慮了各種各樣的情況，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，無論是發(fā)生任何故障，都可以一一做出準(zhǔn)確無誤的判別。至于進(jìn)化規(guī)劃和遺傳算法等也都有著其自身獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力，但如若適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合人工智能的方法則可以達(dá)到求解速度更快的效果。電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的一些研究工作自進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來就已經(jīng)轉(zhuǎn)向人工智能的研究了，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中逐漸結(jié)合模糊控制理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)，從而為繼電保護(hù)的發(fā)展注入了新的活力。

3.4 保護(hù)、控制、測量、計(jì)量、通訊一體化

變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)還有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為改變變電站目前控制、監(jiān)視和保護(hù)以及系統(tǒng)分割的狀態(tài)還有計(jì)量裝置提供了的技術(shù)基礎(chǔ)。所以，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置除了能夠完成繼電保護(hù)功能以外，與此同時(shí)，還可以完成測量和計(jì)量以及控制還有數(shù)據(jù)傳送，從而實(shí)現(xiàn)集中控制和管理，并且在實(shí)現(xiàn)集中控制和管理的同時(shí)還可以保護(hù)裝置的任何信息和數(shù)據(jù)并傳送給控制總站。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)和通信技術(shù)以及電力系統(tǒng)的飛快的發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展也即會(huì)面臨著應(yīng)用上的革命和原理上的突破，其將會(huì)有一個(gè)跨越式的發(fā)展，即：由數(shù)字化時(shí)代到信息化時(shí)代。繼電保護(hù)技術(shù)要求更加可靠和更加完善的保護(hù)體系。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并不僅僅是使傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設(shè)備劃分原則得到打破這么簡單，除此之外，它還在一定程度上改變了常規(guī)保護(hù)裝置不能與調(diào)度中心通信的一些缺陷，從而賦予了變電所自動(dòng)化更新的內(nèi)容與含義，并且是變電所自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展成為一種潮流的體現(xiàn)。由此看來，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)等級不斷提高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，繼電保護(hù)至今仍然面臨著新的挑戰(zhàn)。

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