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        淺析電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)的關(guān)系

        2018-12-21 19:22:42
        商品與質(zhì)量 2018年40期
        關(guān)鍵詞:廣域繼電保護(hù)數(shù)據(jù)挖掘

        國網(wǎng)湖南省電力公司水電分公司 湖南長沙 410000

        電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)之間存在千絲萬縷的聯(lián)系,電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率、穩(wěn)定性、安全性提升均需要得到這種聯(lián)系的支持,但在筆者的實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn),我國現(xiàn)階段部分地區(qū)存在電力系統(tǒng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)聯(lián)系緊密性缺乏問題,而為了盡可能解決這類問題,正是本文圍繞電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)之間關(guān)聯(lián)性開展具體研究的原因所在。

        1 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和繼電保護(hù)之間的關(guān)系分析

        (1)繼電保護(hù)系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展需求有效推動(dòng)了電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展,促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的深度應(yīng)用。另一方面,隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提升,其對(duì)繼電保護(hù)的功能和性能又提出了更高的要求,可見二者之間是相互促進(jìn)的關(guān)系[1]。

        (2)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展使得電力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜,電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中受到了的干擾也越來越多,導(dǎo)致輸配電線路以及電氣設(shè)備等電力設(shè)施出現(xiàn)故障的幾率大幅度增加。在這樣的情況下,繼電保護(hù)的重要性就逐步突顯出來。而想要充分發(fā)揮出繼電保護(hù)對(duì)于維持電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和持續(xù)性的作用,就必須在其中融入自動(dòng)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)功能和性能的豐富與強(qiáng)化,如此才能針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各類故障做出及時(shí)有效的處理,保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。

        (3)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化是現(xiàn)階段電力行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì),可以預(yù)見到,電力系統(tǒng)各個(gè)方面的自動(dòng)化水平都會(huì)得到逐步的提升。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要部分之一,繼電保護(hù)的自動(dòng)化升級(jí)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它能夠保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效安全,減少自動(dòng)化改造過程中可能出現(xiàn)的各類問題,為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

        2 提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度、繼電保護(hù)水平的策略建議

        2.1 引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

        為真正提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、繼電保護(hù)水平,數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的引入必須得到關(guān)注,其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色分析法、周期性關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)均可較好服務(wù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度提升,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)水平提升也同樣能夠得到較為有力支持。具體來說,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的引入能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析、共享、決策提供支持,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合不統(tǒng)一、電力調(diào)度關(guān)聯(lián)性差等問題也能夠由此順利解決;灰色分析法則能夠較好服務(wù)于電力領(lǐng)域的電力銷售情況、用戶用電情況的預(yù)測(cè),電力系統(tǒng)不完整數(shù)據(jù)的處理也能夠由此獲得有力支持;周期性關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法的應(yīng)用能夠較好服務(wù)于電力系統(tǒng)隱患、不足的解決,蟻群算法屬于其中典型,而在路徑檢索、分類檢索支持下,電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度、繼電保護(hù)水平的提升均能夠得到較為有力支持。

        2.2 結(jié)合電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展實(shí)際

        為最大化繼電保護(hù)效用發(fā)揮,繼電保護(hù)必須與電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展實(shí)際實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量契合,①變壓器后備保護(hù)。采用分布式保護(hù)用于變壓器后備保護(hù),電壓等級(jí)、直接采樣、就地測(cè)量、就地控制需要在繼電保護(hù)中得到體現(xiàn),由此在GIS匯控柜中安裝保護(hù)控制測(cè)量智能單元并應(yīng)用智能保護(hù)設(shè)備,即可實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)有效性的提升。②變壓器差動(dòng)保護(hù)。利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)啟動(dòng)失靈、變壓器保護(hù)跳母聯(lián)等故障信息傳輸,并同時(shí)關(guān)注兩側(cè)子單元發(fā)送數(shù)據(jù),高水平的失靈保護(hù)跳閘命令傳輸、接收將由此實(shí)現(xiàn)。③備用電源自投[3]。IEC61850-9-2采樣值傳輸協(xié)議、助多模光纖通道均可用于110kV智能變電站繼電保護(hù)的備用電源自投實(shí)現(xiàn),兩種方式僅存在實(shí)現(xiàn)層面的差異,在功能表現(xiàn)層面不存在顯著差異。

        2.3 開展廣域繼電保護(hù)

        為保證繼電保護(hù)更好服務(wù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化,傳統(tǒng)繼電保護(hù)存在的僅作用于系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部保護(hù)、誤動(dòng)現(xiàn)象頻發(fā)、穩(wěn)定性較差、難以實(shí)現(xiàn)故障連續(xù)性切除等問題必須得到關(guān)注,因此本文建議結(jié)合廣域繼電保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)有效性的提升。這里的廣域繼電保護(hù)是一種有別于傳統(tǒng)繼電保護(hù)的認(rèn)知,信息利用、安全性與穩(wěn)定性提升屬于廣域繼電保護(hù)的核心,廣域繼電保護(hù)動(dòng)作范圍時(shí)間在100ms-100s之間。深入分析不難發(fā)現(xiàn),廣域繼電保護(hù)的實(shí)質(zhì)是制止潮流在系統(tǒng)內(nèi)大面積轉(zhuǎn)移,這就使得其能夠更好服務(wù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

        廣域繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)可以分為分布式與集中式兩種,各個(gè)終端設(shè)備IED屬于分布式廣域繼電保護(hù)的核心,獨(dú)立工作的IED之間的信息科學(xué)交流可有效提升繼電保護(hù)有效性;集中式結(jié)構(gòu)對(duì)控制中心設(shè)備要求較高,通信系統(tǒng)也需要具備較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性,繼電保護(hù)有效性的高低也會(huì)受到直接影響。值得注意的是,廣域繼電保護(hù)的開展離不開廣域繼電保護(hù)算法的支持,廣域電流差動(dòng)保護(hù)算法、廣域縱聯(lián)保護(hù)算法均屬于其中典型,前者較為適用于分布式廣域繼電保護(hù)結(jié)構(gòu),可根據(jù)在線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化自適應(yīng)的調(diào)整保護(hù)區(qū)屬于該算法主要特點(diǎn),后者則是一種比較出故障相鄰區(qū)域多測(cè)點(diǎn)故障方向信息的算法,該算法能夠?qū)崿F(xiàn)故障位置的準(zhǔn)確判斷,電子智能裝置(IED)屬于該算法應(yīng)用的核心[4]。

        綜上所述,電力系統(tǒng)機(jī)及其自動(dòng)化是當(dāng)前階段我國電力行業(yè)發(fā)展的主題,是我國智能電網(wǎng)構(gòu)建的重要內(nèi)容之一。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的組成部分,同樣自動(dòng)化改造的內(nèi)容,同時(shí)其對(duì)自動(dòng)化技術(shù)和電力系統(tǒng)的深度融合也發(fā)揮著一定的推動(dòng)作用。本文對(duì)二者的關(guān)系進(jìn)行了闡述分析,希望可以為我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高做出一定的貢獻(xiàn)。

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