楊涵鼎

（寧夏送變電工程有限公司，寧夏 銀川 750001）

0 引 言

隨著科技進(jìn)步及智能化發(fā)展的需要，智能電網(wǎng)的優(yōu)良穩(wěn)定性能在實(shí)際應(yīng)用中逐步凸顯，同時(shí)在電氣行業(yè)被定為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[1]。繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用為電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供了保障。提升繼電保護(hù)系統(tǒng)評(píng)定的精準(zhǔn)性，并及時(shí)補(bǔ)救存在的問(wèn)題，提高其保障作用的穩(wěn)定性，對(duì)智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義[2]。

1 智能電網(wǎng)框架分析

當(dāng)前，由于智能化電網(wǎng)框架的不同，導(dǎo)致各國(guó)在智能化電網(wǎng)的應(yīng)用及發(fā)展水平上存在一定差距，但共性為均將電網(wǎng)的用戶用電、輸配電、發(fā)電轉(zhuǎn)換以及電力資源開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié)融入到信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域、各環(huán)節(jié)統(tǒng)一于信息化管理系統(tǒng)控制，同時(shí)發(fā)揮智能化減損、精準(zhǔn)供電、高效供電、互補(bǔ)供電、安全供電及智能交流等作用[3]。智能化電網(wǎng)系統(tǒng)如圖1所示，其在一定程度上實(shí)現(xiàn)了范圍指向性、實(shí)踐性及技術(shù)性等要求，為復(fù)雜的電網(wǎng)框架提供了信息化和系統(tǒng)化的管理方式。

圖1 智能化電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 運(yùn)行方式分析

智能電網(wǎng)運(yùn)行方式具有特殊性，一方面是電網(wǎng)線路具有雙向流向，另一方面是具有多重運(yùn)行方式。其中，獨(dú)立運(yùn)行方式具有較強(qiáng)的變化性和不穩(wěn)定性，易導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大幅阻抗變化，造成傳統(tǒng)控制中的距離保護(hù)及過(guò)流保護(hù)的定值計(jì)算失準(zhǔn)。為確保電網(wǎng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，需將智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求作為電網(wǎng)的重要依據(jù)[4]。通過(guò)有效的測(cè)試計(jì)算及管理方法，確保各指標(biāo)和參數(shù)處于嚴(yán)格的管理與監(jiān)督中，保障各設(shè)備運(yùn)行的高效性和穩(wěn)定性。此外需增強(qiáng)設(shè)備巡檢及維護(hù)，確保供發(fā)電設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)生問(wèn)題時(shí)可及時(shí)處理，以降低損失。

1.2 繼電保護(hù)構(gòu)成分析

傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)電源點(diǎn)具有確定的流向，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。繼電保護(hù)僅與輸入端電氣量相關(guān)，只需判別輸入側(cè)電氣量即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)保護(hù)。智能電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，需通過(guò)傳感器采集設(shè)備運(yùn)行信息，進(jìn)而進(jìn)行分析判斷，實(shí)現(xiàn)重要設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，且通過(guò)采集數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，預(yù)測(cè)設(shè)備將來(lái)特定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行情況[5]。綜上所述，智能化及信息化在電網(wǎng)中的應(yīng)用，高效且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卮_保了智能電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)優(yōu)勢(shì)分析

2.1 繼電保護(hù)網(wǎng)格化

全新數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)信號(hào)的信息采集方式及傳輸媒介發(fā)生了變化[6]。先進(jìn)地通信網(wǎng)絡(luò)提高了電網(wǎng)信息采集、對(duì)比分析以及處理判斷的便捷性，提升了繼電保護(hù)系統(tǒng)能力，簡(jiǎn)化了電網(wǎng)設(shè)備體系及繼電保護(hù)系統(tǒng)。智能化終端的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)系統(tǒng)采集被保護(hù)部件的數(shù)據(jù)信息，而且可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得故障狀態(tài)信息，并對(duì)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，為控制中心提供提示及預(yù)警。

2.2 繼電保護(hù)自動(dòng)調(diào)整

智能電網(wǎng)中，自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)可在不同故障狀態(tài)及運(yùn)行方式下調(diào)節(jié)保護(hù)定值、模式及性能，擴(kuò)大了繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，優(yōu)化了繼電保護(hù)性能。綜合來(lái)看，自適應(yīng)控制技術(shù)解決了當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)存在的過(guò)渡電阻變化、單相接地短路以及頻率變化等問(wèn)題。

2.3 繼電保護(hù)數(shù)字化

智能電網(wǎng)選取傳輸性能優(yōu)良的互感器，以確保傳輸電氣量的精準(zhǔn)性和真實(shí)性，繼電保護(hù)輔助功能的優(yōu)化和數(shù)字化傳感器利用的強(qiáng)化必定為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

3 繼電保護(hù)應(yīng)用

3.1 關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化

智能電網(wǎng)中，關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化作為繼電保護(hù)技術(shù)運(yùn)用的前提，需確保自動(dòng)化控制、通信傳輸及信息收集有機(jī)融合于智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化中，F(xiàn)ACTS部件安裝時(shí)需確保參數(shù)調(diào)整及裝配位置的合理性，同時(shí)FACTS部件可記錄運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。FACTS部件基本結(jié)構(gòu)如圖2所示[7]。通過(guò)數(shù)據(jù)記錄一方面為關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化提供服務(wù)，處理當(dāng)前存在問(wèn)題；另一方面可校正繼電保護(hù)系統(tǒng)，提升電網(wǎng)自愈系統(tǒng)運(yùn)行效率，進(jìn)而提高繼電保護(hù)技術(shù)水平。

圖2 FACTS部件基本結(jié)構(gòu)

3.2 提高數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度

智能電網(wǎng)通過(guò)數(shù)據(jù)信息控制相關(guān)設(shè)備，因此數(shù)據(jù)信息精度對(duì)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用具有直接影響。參數(shù)測(cè)量技術(shù)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，通過(guò)其可實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)所需數(shù)據(jù)的采集及轉(zhuǎn)換[8]。此外，數(shù)據(jù)支撐的完善性對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的停電確認(rèn)、重要部件溫度、線路及變壓器載荷、故障定位、設(shè)備運(yùn)行狀況、相位關(guān)系、電能質(zhì)量以及功率因數(shù)等保障具有重要意義。重要的是，需記錄不同周期的繼電保護(hù)數(shù)據(jù)信息，以提高繼電保護(hù)技術(shù)的運(yùn)行效率。

3.3 設(shè)備運(yùn)行效率強(qiáng)化

提升設(shè)備運(yùn)行效率的關(guān)鍵在于提升電力電子部件的電能控制、傳輸及變換能力，通過(guò)融合智能化控制技術(shù)與電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)提升設(shè)備運(yùn)行效率的目的[9]。當(dāng)前，智能電網(wǎng)通常采用傳感器監(jiān)控輸電、配電及發(fā)電等工序，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采集、分析并判斷數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以遠(yuǎn)程修正和監(jiān)控保護(hù)定值及保護(hù)功能。系統(tǒng)框架示意如圖3所示[10]。繼電保護(hù)系統(tǒng)具有故障位置判定、故障自我修正以及自動(dòng)化干預(yù)等功能，確保了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)性[11]。

圖3 系統(tǒng)框架示意圖

3.4 提高控制強(qiáng)度

智能電網(wǎng)中，繼電保護(hù)作用的關(guān)鍵為控制強(qiáng)度。提高控制強(qiáng)度時(shí)，一方面需考慮電能質(zhì)量及供電終端的影響，采取措施降低干擾；另一方面采用專家系統(tǒng)的自動(dòng)化控制增強(qiáng)智能電網(wǎng)控制水平，以確保自愈能力[12]。同時(shí)，需強(qiáng)化工作人員處理緊急事件能力，以進(jìn)一步提升智能電網(wǎng)控制水平。日常工作中，通過(guò)相關(guān)案例分析掌握必備技術(shù)，方可在產(chǎn)生問(wèn)題時(shí)做出正確決定，保證繼電保護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中發(fā)揮應(yīng)有的高效性、精準(zhǔn)性及穩(wěn)定性[13]。

4 結(jié) 論

隨著智能化水平的提高，智能電網(wǎng)逐漸在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電及保護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)先進(jìn)性，同時(shí)給電網(wǎng)安全的繼電保護(hù)系統(tǒng)帶來(lái)了機(jī)遇及挑戰(zhàn)。應(yīng)積極應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)中的問(wèn)題，提升繼電保護(hù)系統(tǒng)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性，推進(jìn)電力系統(tǒng)智能化水平的提升。