萬博文

摘 要：在分析智能電網(wǎng)下繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，主要指出了智能電網(wǎng)下繼電保護(hù)的的特點，智能電網(wǎng)對繼電保護(hù)的影響，導(dǎo)致新型繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的差異，并研究了一系列新型繼電保護(hù)急需解決的關(guān)鍵性問題，給智能電網(wǎng)下繼電保護(hù)的發(fā)展提供方向和給予電力工作者機(jī)遇。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；新型繼電保護(hù)；問題

繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)自動化的第一道防線，是保證電力系統(tǒng)安全，可靠和穩(wěn)定運行的重要裝置之一，它通過收集并綜合分析整個電網(wǎng)的信息，在電網(wǎng)發(fā)生故障或出現(xiàn)異常情況時進(jìn)行檢測并發(fā)出命令或預(yù)警，來維持電力系統(tǒng)的安全和可靠性。

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展、電力系統(tǒng)環(huán)境的日益區(qū)域化，智能電網(wǎng)因此應(yīng)運而生。由于其具有堅強(qiáng)，自愈，集成，優(yōu)化，兼容，經(jīng)濟(jì)等特征，在世界各國得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，智能電網(wǎng)將會從根本上極大改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，這必然會對傳統(tǒng)繼電保護(hù)帶來影響。文章在分析智能電網(wǎng)下的繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，著重闡述并研究了一系列關(guān)鍵問題。

一、智能電網(wǎng)下的繼電保護(hù)

智能電網(wǎng)的交互式，分布式的特點，使得輸發(fā)電對繼電保護(hù)要求更高，一方面通信和現(xiàn)代電子技術(shù)的長足發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用在各個行業(yè)的日益普及也為研究新的繼電保護(hù)提供了條件。這有別于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，傳統(tǒng)繼電保護(hù)利用的信息有限，利用多臺裝置之間的互相配合即可實現(xiàn)整個變電站的基本需求， 但智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇`活，運行方式不固定的特點使得傳統(tǒng)保護(hù)不滿足要求。智能電網(wǎng)給繼電保護(hù)也帶來了很多機(jī)遇，在信息通信方面，目前本國電力系統(tǒng)光纖覆蓋率統(tǒng)計如下： 500 k V及以上的光纖覆蓋率達(dá)到了100%，220 k V覆蓋率為99.2%，110 k V覆蓋率為93%，形成了以光纖為主要傳輸介質(zhì)，以分級分層自愈環(huán)網(wǎng)為主要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞碾娏νㄐ艑＞W(wǎng)。

二、傳統(tǒng)繼電保護(hù)受到的影響

作為號稱電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的第一道防線的繼電保護(hù)系統(tǒng)， 按傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的指標(biāo)來進(jìn)行整定顯然不能適應(yīng)于智能電網(wǎng)。傳統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用受制于智能電網(wǎng)的技術(shù)特點

1.智能化

智能電網(wǎng)擁有豐富的智能一次設(shè)備，其中的電子式互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感器和電容式互感器除了在原理和結(jié)構(gòu)上完全不同外， 在暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能方面有較大差別。 智能化電子式互感器采用光電轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行測量，體積小，絕緣性能好，它沒有構(gòu)成電磁諧振的條件， 因此消除了磁飽和和鐵磁諧振的現(xiàn)象，抗干擾能力強(qiáng)，不僅如此，它還具有優(yōu)良的絕緣性能， 大的測量范圍，寬的頻率響應(yīng)范圍，優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性以及對故障極快的響應(yīng)速度。

2.網(wǎng)絡(luò)化

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的大范圍擴(kuò)張，繼電保護(hù)已經(jīng)受到了很大的影響，表現(xiàn)出一種快速的的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢。數(shù)字化變電站最大的特點是采用分布分層的結(jié)構(gòu)體系，這對降低智能變電站建設(shè)成本、降低維護(hù)和操作難度、提高過程層網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定程度具有重要意義，面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，采用數(shù)據(jù)自描述技術(shù)， GOOSE服務(wù)、 SV服務(wù)技術(shù)，智能設(shè)備之間的互操作能力，以及面向未來的開放體系結(jié)構(gòu)得以實現(xiàn)。

3.整定自動化

傳統(tǒng)繼電保護(hù)的整定往往只是根據(jù)本線路或下級線路的運行情況，來躲過某規(guī)定值來決定的，需求的信息量少，且全網(wǎng)信息不能用來判斷整定所采用的的運行方式。為滿足全網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)自動配置和自動整定，并保證系統(tǒng)能夠進(jìn)行分布式協(xié)同保護(hù)，智能電網(wǎng)下新型繼電保護(hù)改變了傳統(tǒng)的分散獨立的保護(hù)方式， 利用通信或者“四遙”技術(shù)實現(xiàn)通信平臺網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。

4.廣域化

目前大多數(shù)電力公司都在大力推進(jìn)基于 PMU的 WAMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，將會為繼電保護(hù)提供廣域信息，提高繼電保護(hù)的后備保護(hù)性能，這些都是傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)不曾擁有的，怎么利用這些廣域信息，怎么使用來提高繼電保護(hù)可靠性，速動性，靈敏性，都是繼電保護(hù)需要考慮的問題。

三、新型繼電保護(hù)關(guān)鍵問題

1.配電網(wǎng)發(fā)展的滯后問題

配電網(wǎng)就是接收，分配電能的電網(wǎng)。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中把發(fā)電輸電與用戶連接起來的重要環(huán)節(jié)，與用戶直接連接向用戶提供電能。提升輸電效率，降低電力投資， 節(jié)約社會資源的有效方式就是建設(shè)智能配用電系統(tǒng)，加強(qiáng)電網(wǎng)與用戶之間的雙向互動聯(lián)系，調(diào)動用戶積極性。DMS應(yīng)該具有滿足用戶向電網(wǎng)反向輸送電能的能力，當(dāng)滿足大量分布式電源接入電網(wǎng)后， 配網(wǎng)保護(hù)及控制技術(shù)也要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，潮流計算，狀態(tài)估計，負(fù)荷預(yù)測控制， 故障區(qū)段定位等一系列高級應(yīng)用軟件要適應(yīng)配電網(wǎng)的變化，沿線安裝的各種監(jiān)控設(shè)備也應(yīng)有所調(diào)整以適應(yīng)智能配用電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。

2.新能源互補(bǔ)電源問題

我國總體上缺少像水電站和燃?xì)怆娬具@種能與新能源電力互補(bǔ)的可快速調(diào)節(jié)的電源。 由于新能源自生的品質(zhì)問題導(dǎo)致不易保存，且能量供應(yīng)也有波動性和間斷性，再加上缺少足夠的就地互補(bǔ)電源，就會引發(fā)新能源裝機(jī)無法充分并入電網(wǎng)； 新能源的接入時發(fā)電煤耗增加為了達(dá)到電力供需平衡，這會使得設(shè)備老化加快，機(jī)械產(chǎn)生裂縫，絕緣老化裂化，燃煤機(jī)組需要頻繁調(diào)整出力。因此解決新能源電力的實時平衡問題要根據(jù)實際條件，積極探索各種新型能源的組合及優(yōu)化互補(bǔ)方案，以降低間斷性輸出對整個系統(tǒng)的影響。

3.大電網(wǎng)振蕩問題

電網(wǎng)之間的并列不可避免的會產(chǎn)生對電力系統(tǒng)的擾動，擾動下會發(fā)生對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對搖擺，并在輸電線路上產(chǎn)生0.5HZ～2.5HZ低頻振蕩，傳統(tǒng)繼電保護(hù)常利用多邊形特性構(gòu)成的微機(jī)距離保護(hù)來躲避振蕩和過渡電阻的影響，并配置受三相振蕩影響較小的零序電流保護(hù)，以切除三相運行時經(jīng)較大的過渡電阻的接地短路。

四、結(jié)語

建設(shè)智能電網(wǎng)將會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大變革，會極大推動電力系統(tǒng)智能自動化的發(fā)展。繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)自動化的第一道防線，時刻監(jiān)視著電力系統(tǒng)的故障和不正常狀態(tài)，在電力系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用，隨著智能電網(wǎng)及智能變電站的建設(shè)和新型繼電保護(hù)相關(guān)問題研究的推進(jìn)和深入，新型繼電保護(hù)也應(yīng)緊跟智能系統(tǒng)的發(fā)展變化而變化和爭取解決上述諸多問題，做到和智能電網(wǎng)一樣蓬勃發(fā)展。

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