摘 要：隨著電網(wǎng)建設(shè)的逐步發(fā)展，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為目前電力系統(tǒng)主要的電網(wǎng)形式，在智能電網(wǎng)中，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化。本文在對智能電網(wǎng)進(jìn)行研究中，對繼電系統(tǒng)和其自動化裝置進(jìn)行了分析和設(shè)計，并借助真實模擬實驗的方式，對繼電保護(hù)自動化的使用效果和可靠性進(jìn)行了詳盡的評估，保證智能電網(wǎng)運行的高效性和安全性。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)自動化；變電測試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.151

0 前言

與傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)不同，現(xiàn)代智能電網(wǎng)的建設(shè)主要依靠智能變電站的自動化技術(shù)來實現(xiàn)，其中包括自動化的一次設(shè)備以及數(shù)字信息化的站內(nèi)建設(shè)，并借助信息通信技術(shù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)共享。在智能電網(wǎng)當(dāng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)主要由電子室互感器以及智能終端共同工作完成交互，其中超高速的網(wǎng)絡(luò)通信借助平臺優(yōu)勢能夠取代傳統(tǒng)的二次光纜進(jìn)行信息交互，從而滿足現(xiàn)代繼電保護(hù)的應(yīng)用需求。

1 繼電保護(hù)自動化的可靠性試驗

1.1 繼電保護(hù)自動化試驗的測試裝置

在開展繼電保護(hù)自動化可靠性試驗之前，首先需要針對智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)自動化的特點進(jìn)行測試裝置的設(shè)計。本文在進(jìn)行裝置設(shè)計時，根據(jù)所對應(yīng)的繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)，將測試分為了若干個功能模塊，使其與繼電保護(hù)的工作模式進(jìn)行一一對應(yīng)。具體來說，在測試裝置當(dāng)中，首先需要包括一次仿真的測試，一次仿真的測試主要集中在對變電站中一次系統(tǒng)的仿真計算，通過對仿真數(shù)據(jù)的實時輸出，來獲取報文并進(jìn)行解析，測試裝置在借助變位信號，進(jìn)行一次拓?fù)?。此外，在裝置當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)具備維護(hù)模型的模塊，進(jìn)行測試時，模塊能夠?qū)σ淮蜗到y(tǒng)當(dāng)中所出現(xiàn)的模型進(jìn)行實時仿真，并提供安全隔離模型以及全站數(shù)據(jù)模型等具體模型。在測試裝置中，還具有SCD解析模塊，能夠?qū)ψ冸娬局腥镜哪Ｐ蛿?shù)據(jù)進(jìn)行SCD解析[1]。而且，測試裝置所擁有的二次異常診斷還能夠及時發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的二次異常工況，利用逐項提供解決應(yīng)對策略的方式解決異常問題。

1.2 繼電保護(hù)自動化試驗測試方法

在完成了測試裝置的設(shè)計之后，本文根據(jù)繼電保護(hù)運行條件，開展了自動化可靠性的測試。首先進(jìn)行了一次仿真算法的測試，在測試當(dāng)中，根據(jù)以往的工作經(jīng)驗，主要測試對象為潮流計算、短路計算和輸出值計算等具體方面。短路計算選用了疊加法，通過對繼電保護(hù)正常運行狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)短路情況，推定出短路電流作為恒定的電流源，再將恒定電流源與無源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合，描述此時的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。隨后，通過對稱分量法對輸出值進(jìn)行計算，將二者相加最終獲得短路出現(xiàn)時繼電保護(hù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。其次，本文還進(jìn)行了有關(guān)繼電保護(hù)的功能閉環(huán)試驗，用以仿真測試?yán)^電保護(hù)在電網(wǎng)運行狀態(tài)下的報文指令情況。在測試裝置之中，可以通過仿真數(shù)據(jù)模型生成傳達(dá)至整個變電站的sv報文，同時還能夠?qū)^電保護(hù)系統(tǒng)提供的goose報文進(jìn)行接收。

在測試時，測試裝置首先發(fā)布sv報文，隨后獲取goose報文，通過解析手段，對goose報文當(dāng)中關(guān)于跳閘等指令性命令進(jìn)行提取，并以此作為修改一次仿真的模型拓?fù)?。緊隨其后，測試裝置還需要對發(fā)出goose報文時繼電保護(hù)裝置的電流數(shù)值、電壓數(shù)值等具體數(shù)值進(jìn)行重新的仿真計算，最終以sv報文的方式傳回至幾點保護(hù)系統(tǒng)之中。第三，測試裝置，還需要針對智能電網(wǎng)當(dāng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行故障定位測試，從而判斷繼電保護(hù)系統(tǒng)是否能夠?qū)﹄娋W(wǎng)故障進(jìn)行快速處理。在試驗當(dāng)中，測試裝置主要通過兩個方面進(jìn)行檢測，其中一種檢測方式是針對繼電保護(hù)系統(tǒng)所提交的goose報文進(jìn)行檢驗，通過傳輸路徑的尋回策略，探尋到報文接收的具體位置。另一種方法則是利用信息流模型，借助端口連接、信息源位置的共同作用形成報文搜索，通過對傳輸路徑的搜索可以獲得設(shè)備的通信關(guān)系與設(shè)備之間的映射情況，最終獲得故障定位信息，了解繼電保護(hù)在面對電網(wǎng)故障時的處理情況。

2 繼電保護(hù)自動化裝置的可靠性評估

2.1 繼電保護(hù)自動化可靠性指標(biāo)

在現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)繼電保護(hù)當(dāng)中，自動化的裝置所具有的可靠性一般是指構(gòu)成原理和輸入特征量兩個方面，在前文的測試實驗之中，可以看出，在自動化的構(gòu)成原理和輸入特征量的運行過程中，影響可靠性的主要問題集中在繼電保護(hù)成功率、繼電保護(hù)故障排查等幾個方面，其中，成功率指標(biāo)是指在繼電保護(hù)過程中自動化裝置能夠完成試驗的成功幾率，繼電保護(hù)故障排查則是指繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)對電網(wǎng)中存在的電力運行故障的準(zhǔn)確無誤的判斷和對電網(wǎng)的保護(hù)的具體情況，這二者是目前在進(jìn)行可靠性評估時所采用的重要指標(biāo)[2]。通過試驗，可以對指標(biāo)進(jìn)行分析和打分，從而判斷在電網(wǎng)當(dāng)中繼電保護(hù)系統(tǒng)是否具有滿足電力運行的可靠性。

2.2 繼電保護(hù)的風(fēng)險點分析

與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，自動化的繼電保護(hù)系統(tǒng)一旦無法正常進(jìn)行電力故障判斷，或在運行過程中存在嚴(yán)重故障，則會造成電力系統(tǒng)的風(fēng)險，影響電力運行。因此在進(jìn)行可靠性評估時，工作人員還應(yīng)當(dāng)對繼電保護(hù)系統(tǒng)可能存在的風(fēng)險點進(jìn)行詳細(xì)分析。本文所面對的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)的風(fēng)險點一般存在于采樣通道、額定延時等幾個方面，其中，某變電站所采用的雙AD通道在使用過程中，需要對電流和電壓等具體的信息進(jìn)行通道采樣，并且保證數(shù)據(jù)之間存在的幅值差異不超過0.025，一旦喪失精度超過幅值標(biāo)準(zhǔn)就會出現(xiàn)保護(hù)誤動，影響電網(wǎng)運行。而額定延時的風(fēng)險體現(xiàn)在自動化裝置的固有延時，一般單機(jī)裝置的延時需在1毫秒之內(nèi)，聯(lián)機(jī)設(shè)備的延時也不應(yīng)當(dāng)超過2毫秒，在出現(xiàn)延時過高的情況時，自動化系統(tǒng)需要進(jìn)行功能閉鎖。

3 結(jié)論

綜上所述，在智能電網(wǎng)時代，繼電保護(hù)系統(tǒng)所面對的挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻，為了能夠保障電網(wǎng)運行的高效和安全，電力工作者需要借助試驗裝置對繼電保護(hù)的自動化系統(tǒng)進(jìn)行測試，從而對其可靠性進(jìn)行評估。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉曄.淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備及其自動化可靠性[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2017（10）：152-153.

[2]黃為婷.電力系統(tǒng)中自動化與繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性[J].電子制作，2013（24）：246.

作者簡介：趙凱（1960-），男，本科，副教授，主要從事電力系統(tǒng)自動化方面的研究。