重慶市三峽水利電力學校 汪崇瓊 潘 燕

一體化背景下繼電保護技術發(fā)展趨勢探討

重慶市三峽水利電力學校 汪崇瓊 潘 燕

在區(qū)域電網(wǎng)一體化背景下，本文通過對常規(guī)繼電保護裝置在解決實際問題時，所出現(xiàn)的弊端進行總結，同時對繼電保護定值的在線評估與預警和繼電保護一體化在線整定兩大技術進行全面的分析和探討，此兩大技術不僅能夠克服常規(guī)繼電保護存在的不足，同時能夠更好的適應電網(wǎng)不同的運行方式，高效率的對電網(wǎng)進行保護，為國民經(jīng)濟的發(fā)展做出貢獻。

一體化背景；在線評估；在線預警；在線整定

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展、科學技術的日新月異和社會對電能質(zhì)量以及用電可靠性要求的不斷提高，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也就成為直接制約社會經(jīng)濟發(fā)展的關鍵因素。而繼電保護技術的發(fā)展水平是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的保障條件。而傳統(tǒng)常規(guī)電力系統(tǒng)的繼電保護裝置在確定保護定值和定值檢測、預警等方面無法適合未來智能電網(wǎng)的發(fā)展要求，并在解決實際電網(wǎng)出現(xiàn)的故障時，出現(xiàn)大量問題，造成大量事故的發(fā)生。本文結合現(xiàn)階段電網(wǎng)一體化背景下，從繼電保護定值的在線評估與預警技術和繼電保護一體化在線整定技術兩方面進行探討，以期能夠更好的適應電網(wǎng)不同的運行方式，高效率的對電網(wǎng)進行保護方法。

2 常規(guī)繼電保護解決實際問題所面臨的問題

伴隨著區(qū)域電網(wǎng)電壓等級的不斷提高，加之，分布式電源的大量接入、微電網(wǎng)運行技術的應用以及大規(guī)模智能電網(wǎng)建設帶來的網(wǎng)絡重構等新技術的發(fā)展都使得電網(wǎng)復雜程度空前提高，而常規(guī)繼電保護在解決區(qū)域電網(wǎng)問題時，將面臨越來越多的困難，具體表現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）各區(qū)域電網(wǎng)之間存在信息孤島，各個區(qū)域系統(tǒng)之間不能形成良好的信息交互，由繼電保護部門所制定的繼電保護定值，不能實時考慮各系統(tǒng)間的運行方式。從而導致該定值不一定適合電力系統(tǒng)大多數(shù)運行方式，降低了繼電保護的性能。

（2）繼電保護部門在制定定值時，大多數(shù)是在離線狀態(tài)下制定定值以及各項指標，故在特殊運行方式下，部分繼電保護裝置可能無法同時滿足靈敏度與選擇性的要求，有可能發(fā)生拒絕動作的安全隱患，進而造成大規(guī)模的停電事故。

（3）繼電保護部門在離線狀態(tài)下，對繼電保護定值整定是基于電網(wǎng)各種運行方式下的多種故障類型進行嚴密計算。這就使得整個整定過程存在大量而復雜的的技術挑戰(zhàn)和壓力。并且隨著大量分布式電源的接入，更使得整個整定過程變得更加復雜，實際校驗過程也將變得更加困難。

（4）在未來大智能電網(wǎng)背景下，對繼電保護定值的整定管理要求將越來越高，必須加快提高保護整定管理技術。

3 繼電保護定值的在線評估與預警技術

繼電保護作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的哨兵，在電網(wǎng)中扮演著非常重要的作用，同時，電網(wǎng)對繼電保護也提出了四個特性，分別為：選擇性、快速性、可靠性、靈敏性。當前，我國電力系統(tǒng)正處于大規(guī)模、大發(fā)展、大建設時期，區(qū)域電網(wǎng)的接線與運行方式日趨復雜，大、小重疊，長、短交錯的接線方式，日益普遍。目前，繼電保護定值時靠離線計算所得數(shù)據(jù)進行事先整定的，難以同時兼顧選擇性和靈敏性，更無法滿足不同系統(tǒng)運行方式。

繼電保護定值在線評估與預警是指對當前電網(wǎng)實時狀態(tài)下的繼電保護定值進行實時分析并評估計算出當前定值在電網(wǎng)中的適應性。在實時評估基礎上，根據(jù)檢修票系統(tǒng)檢修任務對電網(wǎng)進行修正，以判斷繼電保護定值對未來運行狀態(tài)下是否具有適應性。如圖1所示為定值在線評估與預警流程圖。

此系統(tǒng)主要包括：定時啟動、周期啟動和變化啟動等多種啟動方式，來獲取遙信量與遙測量，并通過解析文件、整理設備數(shù)據(jù)信息來進行校正核算，從而實現(xiàn)對繼電保護定值 的在線評估與預警，并將評估和預警結果進行統(tǒng)一展示。

圖1 定值在線評估與預警系統(tǒng)流程圖

如果能夠在繼電保護部門實現(xiàn)繼電保護在線整定計算，再配合縱聯(lián)差動快速繼電保護，即可大大減化繼電保護配合原則，同時也會大大提高電網(wǎng)多種運行方式并存的適應能力。

4 繼電保護一體化在線整定技術

近些年來，我國電力技術取得許多重大突破，隨著大互聯(lián)、大電網(wǎng)的發(fā)展，未來我國各級電網(wǎng)之間的聯(lián)系將會越來越密切，呈現(xiàn)出一體化運行的趨勢。針對一體化趨勢的發(fā)展，國家電網(wǎng)公司調(diào)度中心提出：加強國網(wǎng)各級運行方式銜接，繼電保護整定的互相配合，用以保證繼電保護的協(xié)調(diào)運行。并要求，國網(wǎng)應開展三級保護互聯(lián)計算、集中校核和定值會商制度，統(tǒng)一整定原則、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換格式等。

盡管我國電網(wǎng)互聯(lián)趨勢明顯，出現(xiàn)了一體化運行的趨勢，但在實際電網(wǎng)的整定計算模式中，各級電網(wǎng)為了減少人力、物力、財力的投入，節(jié)約成本，往往僅僅維護自身網(wǎng)絡模型，在保護定值計算中僅僅考慮本地區(qū)、本單位的各種方式，此種情況已經(jīng)遠遠滯后于電網(wǎng)發(fā)展趨勢。

一體化在線整定計算系統(tǒng)是從縱向角度分析并計算實現(xiàn)多級電網(wǎng)同一網(wǎng)絡模型整定計算應用，從橫向角度是實現(xiàn)整定計算同時實現(xiàn)和保護裝置橫向貫通，并能根據(jù)系統(tǒng)當前運行狀態(tài)和保護定值，在系統(tǒng)運行狀態(tài)發(fā)生改變時，在線自動確定新定值，通過一體化網(wǎng)絡自動改變各保護裝置定值的專業(yè)應用系統(tǒng)。圖2為定值自動校核功能處理流程圖。

該在線定值自動校核流程圖主要是基于XML文檔強大的存儲、傳送以及數(shù)據(jù)交換功能來實現(xiàn)的。通過在線評估與預警系統(tǒng)的結果來確定是否啟動在線整定，如果在線保護定值結果認為保護定值無法滿足現(xiàn)在電網(wǎng)系統(tǒng)的保護要求時，需啟動在線整定流程。

圖2 在線定值自動校核功能處理流程

5 結束語

在線評估與預警系統(tǒng)作為檢測手段，能夠及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有繼電保護裝置保護定值存在的問題，并及時采用在線整定系統(tǒng)的模式調(diào)整部分保護定值。從而能夠更好的適應電網(wǎng)不同的運行方式，高效率的對電網(wǎng)進行保護，為國民經(jīng)濟的發(fā)展保駕護航。

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