馬尹樂 陳蒙

摘要：根據(jù)智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，分析傳統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護(hù)與智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的區(qū)別。并且闡述了電網(wǎng)繼電保護(hù)的關(guān)鍵性技術(shù)，繼而引出了新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理。對(duì)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)需要注意的幾個(gè)問題進(jìn)行了重點(diǎn)分析：保護(hù)定值自適應(yīng)，保護(hù)功能根據(jù)運(yùn)行方式的變化做相應(yīng)的調(diào)整以及引入壞境條件對(duì)保護(hù)定值影響的考慮。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);繼電保護(hù);差動(dòng)保護(hù)

智能電網(wǎng)是作為世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新技術(shù)，已經(jīng)由最初的實(shí)驗(yàn)階段進(jìn)入到了實(shí)施階段。西方各國(guó)已經(jīng)開始了智能電網(wǎng)的建設(shè)，并加大了資金投入和人員支出，并實(shí)施了相關(guān)政策以加快對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)。我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司也將建設(shè)智能電網(wǎng)這一決議提上了日程。靈活的可重構(gòu)配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫侵悄茈娋W(wǎng)的基礎(chǔ)，它的作用是在系統(tǒng)受到故障時(shí)，可以將故障的影響范圍固定在某一地方不會(huì)向外擴(kuò)展，而且還可以做到用其他連接恢復(fù)其他部位的供電。從這可以看出，未來的電網(wǎng)機(jī)構(gòu)不再是傳統(tǒng)的環(huán)狀獲輻射狀，而是會(huì)向網(wǎng)狀進(jìn)化，這種結(jié)構(gòu)模式對(duì)繼電保護(hù)帶來了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)模式是分散式的，這種保護(hù)模式能保護(hù)的信息有限，需要通過多臺(tái)繼電保護(hù)裝置協(xié)調(diào)配合才能達(dá)到要求。智能電網(wǎng)建設(shè)的另一優(yōu)點(diǎn)是加大可再生能源，隨著我國(guó)施行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，越來越多的分布式電源滲透到配電系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施中。正因?yàn)榇耍疚膶?duì)智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并且對(duì)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單探究。

1智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾種線路，通常為總線型、環(huán)型、星型等幾種。這些模型均表現(xiàn)為線性，并且運(yùn)行較為單一。具體表現(xiàn)為每一個(gè)電源點(diǎn)的潮流流向均為單向，這樣的流向好處是更簡(jiǎn)單直觀的利用電流進(jìn)行保護(hù)。但在智能電網(wǎng)中，在整個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)點(diǎn)都可能是電源點(diǎn)也可能是用戶點(diǎn)，它的線路潮流流向是雙向的。因此這種電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)是具有不確定性和易變的，從而會(huì)造成系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行時(shí)的阻抗是隨時(shí)變化的，這樣就導(dǎo)致傳統(tǒng)的過流保護(hù)、距離保護(hù)定值無(wú)法整定，保護(hù)不能單獨(dú)使用。所以需要新的保護(hù)方案來解決這一問題，使運(yùn)行阻抗不受電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的影響。

2傳統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成

傳統(tǒng)電網(wǎng)中，由于電源點(diǎn)的潮流流向是固定不變的，因此繼電保護(hù)輸入的也是該側(cè)的電氣量，包括：三相電流Ia，Ib和Ic，三相電壓Ua，Ub和Uc。對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行判斷，基本就滿足了繼電保護(hù)的要求。與之相反的是，線路光纖差動(dòng)保護(hù)最多的是輸入被保護(hù)線路對(duì)側(cè)的電流，所以傳統(tǒng)繼電保護(hù)電氣判別量基本上是固定不變，而且只需要本保護(hù)對(duì)象的電氣量就可以了。

3智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的幾個(gè)問題

當(dāng)在智能電網(wǎng)中使用繼電保護(hù)時(shí)，需要考慮幾個(gè)方面的問題。第一個(gè)需要考慮的問題是相對(duì)靈活的運(yùn)行方式以及不確定的潮流流向，這就要求繼電保護(hù)在發(fā)揮作用時(shí)要做到適應(yīng);第二個(gè)需要考慮的問題是繼電保護(hù)在施行保護(hù)功能時(shí)要根據(jù)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)需要作出調(diào)整;第三個(gè)需要考慮的問題是引入智能電網(wǎng)時(shí)環(huán)境對(duì)保護(hù)定值產(chǎn)生的影響。智能電網(wǎng)運(yùn)用在其中安置的傳感器獲得實(shí)時(shí)的信息，傳感器測(cè)量的主要是輸電線路實(shí)時(shí)的溫度和容量，并且傳感器還可以調(diào)整運(yùn)行功率使智能電網(wǎng)運(yùn)行更接近運(yùn)營(yíng)極限。因此智能電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)負(fù)荷保護(hù)的定值是變化的，以此來適應(yīng)實(shí)時(shí)變化著的溫度和容量的變化。

4新的繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)原理

4.1智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成

根據(jù)以上分析可知，智能電網(wǎng)具有的分布式發(fā)電和交互式發(fā)電模式對(duì)繼電保護(hù)帶來了更新更高的挑戰(zhàn)，并且信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在各行各業(yè)的遍地開花也為繼電保護(hù)新的保護(hù)原理帶來了機(jī)遇。智能電網(wǎng)中傳感器的使用，讓整個(gè)供電系統(tǒng)的發(fā)電、輸送電力、配送電力和用戶用電的設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行了很好的監(jiān)控，然后把這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了及時(shí)收集處理，最后得出數(shù)據(jù)的處理結(jié)果供檢修人員進(jìn)行分析。利用這些信息可以對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的修正。除此以外，對(duì)那些保護(hù)裝置來說，除了收集保護(hù)對(duì)象的信息以外，還可以通過對(duì)其他設(shè)備的關(guān)聯(lián)獲取其他設(shè)備的運(yùn)行信息。這樣不僅可以保證故障的實(shí)時(shí)識(shí)別，另外還可以在有些人工干預(yù)的情況出現(xiàn)時(shí)，能夠?qū)?duì)干預(yù)部位進(jìn)行隔離，避免大面積停電的發(fā)生。因此智能電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置在有些情況可能只跳本保護(hù)對(duì)象，還有些情況不僅跳本保護(hù)對(duì)象，還需要跳關(guān)聯(lián)對(duì)象，甚至出現(xiàn)跳關(guān)聯(lián)對(duì)象而不跳本保護(hù)對(duì)象的情況。在智能電網(wǎng)中，通過監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)本保護(hù)對(duì)象和監(jiān)護(hù)對(duì)象的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)管，并作出相應(yīng)的分析和判斷，及時(shí)調(diào)整相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)定值，使之適應(yīng)不同環(huán)境可能發(fā)生的變化。同時(shí)由保護(hù)功能決定參與故障判斷的電氣量信息和保護(hù)動(dòng)作策略。

4.2差動(dòng)保護(hù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

縱差保護(hù)裝置是電氣設(shè)備的主要保護(hù)裝置，它具有靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在發(fā)電機(jī)、電抗器、電動(dòng)機(jī)、母線、線路等設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用。在智能電網(wǎng)上著一保護(hù)裝置也會(huì)得到更加普遍的應(yīng)用，由于這一保護(hù)裝置不受運(yùn)行變化的束縛，通識(shí)也不受潮流流向變化的影響，這正是智能電網(wǎng)的特點(diǎn)也是它傳統(tǒng)繼電保護(hù)無(wú)法使用在智能電網(wǎng)的難題，這一裝置得到了很好的解決。另外在智能電網(wǎng)中，光纖差動(dòng)保護(hù)不僅僅會(huì)應(yīng)用在接入線路雙端電流或者環(huán)網(wǎng)三端的電流，還有可能接入多側(cè)電流，因襲需要差動(dòng)保護(hù)裝置對(duì)線路差動(dòng)保護(hù)計(jì)算的電流通道作出決策。

5結(jié)束語(yǔ)

本文在對(duì)智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和它自身的特點(diǎn)與傳統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護(hù)進(jìn)行對(duì)比分析后，指出了傳統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護(hù)與智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的區(qū)別。另外對(duì)智能繼電保護(hù)運(yùn)行中需要考慮的幾個(gè)問題進(jìn)行分析，主要包含了保護(hù)定值需要適應(yīng)不同的環(huán)境并會(huì)產(chǎn)生實(shí)時(shí)變化，以及保護(hù)功能會(huì)根據(jù)運(yùn)行方式發(fā)生的變化做出及時(shí)的調(diào)整，最后是引入環(huán)境會(huì)對(duì)保護(hù)定值產(chǎn)生影響，最終得出了新的繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方式。

參考文獻(xiàn)

[1]王增平，姜憲國(guó)，張執(zhí)超，張晉芳，劉國(guó)平.智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，02

[2]孔凡丹.智能電網(wǎng)時(shí)代繼電保護(hù)技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，05

[3]朱丹，楊蕾，楊天國(guó).繼電保護(hù)智能化在線定值整定系統(tǒng)[J].云南電力技術(shù)，2013，02