高 駿，沈浩琦

（江蘇沙河抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇 溧陽 213333）

1 引言

隨著我國對(duì)智能電網(wǎng)提出“軟硬一體化的智能電網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)”的概念，未來在智能電網(wǎng)深入布局、電力物聯(lián)網(wǎng)加速建設(shè)的背景下，電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、運(yùn)維等信息技術(shù)服務(wù)將提出更高的要求。智能電網(wǎng)將徹底改變電力系統(tǒng)的整體形態(tài)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)中采用了更多的先進(jìn)技術(shù)來保證其高效安全的運(yùn)行，比如電子式互感器、交直流輸電、數(shù)字化變電等先進(jìn)控制技術(shù)，正是這些新興技術(shù)的加入才為智能電網(wǎng)提供了更完善的保護(hù)。我國電網(wǎng)有望進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)信息化方向的投入，為電力信息技術(shù)服務(wù)行業(yè)營造更為廣闊的市場(chǎng)空間。為了盡可能提高對(duì)電力能源的利用率，首要前提就是保證電網(wǎng)高效安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，從這個(gè)角度來看，繼電保護(hù)所發(fā)揮的作用是無比重要的。因此，在建設(shè)現(xiàn)代化智能電網(wǎng)的過程中，繼電保護(hù)就是智能電網(wǎng)高效且安全運(yùn)行的安全屏障。

2 智能電網(wǎng)系統(tǒng)中繼電保護(hù)的基本構(gòu)成

相對(duì)比傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成要更加復(fù)雜。發(fā)電系統(tǒng)與供電系統(tǒng)采用的是分布式和交互式，這種特殊的結(jié)構(gòu)形式保證了智能電網(wǎng)可以更加高效的運(yùn)行，大幅度提升系統(tǒng)整體的運(yùn)行速率。目前，智能電網(wǎng)在遙感等技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合傳統(tǒng)電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)達(dá)到了對(duì)整個(gè)電流運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的控制，從發(fā)電到輸電，甚至到配電與用電都可以進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。在既保證通信流暢性與測(cè)量精準(zhǔn)性的同時(shí)，也將系統(tǒng)安全性上升了一個(gè)新臺(tái)階。這促進(jìn)了繼電保護(hù)裝置的發(fā)展，并使其在反應(yīng)速度與安全性上有了巨大提升。

圖1 智能電網(wǎng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

繼電保護(hù)主要通過通感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)地對(duì)收集信息進(jìn)行整理和分析，然后將分析結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)輸送到控制中心，由控制中心給予及時(shí)地解決。繼電保護(hù)裝置的工作原理是通過收集電網(wǎng)的內(nèi)部信息，并將信息反饋給控制中心，然后由控制中心根據(jù)反饋信息對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，從而保證整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，繼電保護(hù)裝置的功能不僅僅只保護(hù)特定結(jié)構(gòu)，在部分情況下也可以對(duì)非特定結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)故障點(diǎn)發(fā)出聯(lián)跳命令保證故障點(diǎn)及時(shí)被修復(fù)。同時(shí)此裝置也可以選擇對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行隔斷，保證電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，將故障信息傳遞給故障修復(fù)人員。

3 智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的應(yīng)用

智能電網(wǎng)的普及是大勢(shì)所趨，而人們關(guān)注的焦點(diǎn)便是其安全性如何才能得到保障。因此當(dāng)務(wù)之急是研發(fā)出性能更加強(qiáng)大的繼電保護(hù)裝置?，F(xiàn)如今可從以下幾個(gè)技術(shù)層面的升級(jí)換代來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)：

3.1 數(shù)字化升級(jí)

隨著信息技術(shù)的日益發(fā)展，數(shù)字化開始遍及每一個(gè)行業(yè)。越來越多的智能設(shè)備開始投入使用，尤其是用于智能電網(wǎng)的改善優(yōu)化方面。改善方式有以下2種，①利用電子互感器實(shí)現(xiàn)測(cè)量的數(shù)字化，②利用光纖獨(dú)一無二的信息傳遞速度來實(shí)現(xiàn)信息傳輸數(shù)字化。因此在繼電保護(hù)裝置的未來發(fā)展歷程中，其創(chuàng)新重點(diǎn)就在于如何提升其信息數(shù)字化程度，從而增強(qiáng)對(duì)繼電的保護(hù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)

智能電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化的同時(shí)，將會(huì)影響傳統(tǒng)繼電保護(hù)人員的工作形式與信息共享速度，而這將在一定程度上促進(jìn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)所帶來的好處主要在于信息的獲取過程與發(fā)送過程，網(wǎng)絡(luò)化使得電網(wǎng)的運(yùn)行信息可以更加高效的進(jìn)行傳遞，同時(shí)使得變電站的所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息互通，大大減少信息傳遞的失誤率，保證每一個(gè)控制信息都能夠快速精準(zhǔn)的到達(dá)受控部位，從而提升繼電保護(hù)裝置的安全性與高效性。

3.3 自動(dòng)整定技術(shù)升級(jí)

繼電保護(hù)技術(shù)在應(yīng)用了自動(dòng)適應(yīng)保護(hù)方法后取得了重大的進(jìn)展和突破。在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行智能自適應(yīng)保護(hù)升級(jí)后，其能夠根據(jù)電力系統(tǒng)分布和設(shè)備的關(guān)聯(lián)性實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)和體系化的保護(hù)，并能夠依靠該系統(tǒng)反饋的實(shí)時(shí)信息調(diào)整對(duì)被保護(hù)線路的值域，這突破了傳統(tǒng)模式下僅能對(duì)其定值進(jìn)行調(diào)整的弊端，也因此被廣泛運(yùn)用。

4 電網(wǎng)智能化升級(jí)中關(guān)鍵技術(shù)分類及其作用

繼電保護(hù)系統(tǒng)是智能電網(wǎng)中一系列核心技術(shù)的統(tǒng)稱。由于電網(wǎng)的組成復(fù)雜且其運(yùn)行需要經(jīng)過眾多流程節(jié)點(diǎn)，所以系統(tǒng)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、維護(hù)、反饋都需要得到保障，而這些都需要以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

4.1 廣域保護(hù)技術(shù)

廣域保護(hù)技術(shù)需要將電網(wǎng)系統(tǒng)拆分子集單位電網(wǎng)，如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障，該技術(shù)會(huì)同時(shí)進(jìn)行故障分析以及各子集電網(wǎng)的設(shè)備信息搜集，之后將上述信息整理成相關(guān)軟件可以分析的數(shù)據(jù)，并利用軟件的分析結(jié)論找出故障位置。借用此項(xiàng)技術(shù)可以大大提升故障的處理效率，因此也廣泛地應(yīng)用于電力的網(wǎng)絡(luò)子集中，其中還包含2項(xiàng)主要技術(shù)：①繼電保護(hù)技術(shù)，通過對(duì)故障成因的分析處理，幫助運(yùn)維人員進(jìn)行系統(tǒng)修復(fù)，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用大大加強(qiáng)了電網(wǎng)的安全水平。②安全自動(dòng)控制技術(shù)，面對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)，該技術(shù)可以運(yùn)用不同方法解決其故障。

4.2 保護(hù)重構(gòu)技術(shù)

保護(hù)重構(gòu)技術(shù)的亮點(diǎn)是使得升級(jí)后的智能電網(wǎng)既有靈活性的同時(shí)又兼具穩(wěn)定性。下面將具體展開其應(yīng)用過程，分析其相對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：①傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行模式固定單一，修改整定值需要花費(fèi)巨大的工作量，而使用該項(xiàng)技術(shù)后，提高了其靈活性，能夠應(yīng)對(duì)不同電網(wǎng)的運(yùn)作模式。②該技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化的方式是，通過在線的形式對(duì)保護(hù)系統(tǒng)配置與重組。③除了對(duì)電網(wǎng)整體的重構(gòu)保護(hù)，該技術(shù)也能夠細(xì)化至設(shè)備的內(nèi)部，時(shí)刻關(guān)注元件的狀態(tài)并及時(shí)反饋，排查可能存在的隱患，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)控制。④即使在繼電保護(hù)不能正常工作的狀況下，保護(hù)重構(gòu)也能發(fā)揮作用，用可正常工作的系統(tǒng)替代故障系統(tǒng)，使其保護(hù)功能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，免去了人工維護(hù)檢修的流程。其自我修復(fù)功能的完善減少了整體電網(wǎng)癱瘓的可能性，大大提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

4.3 智能傳感技術(shù)

傳感技術(shù)能夠幫助分析整體電網(wǎng)系統(tǒng)的狀態(tài)，其運(yùn)行機(jī)制是先根據(jù)運(yùn)行的性質(zhì)不同進(jìn)行單元分類，再搜集其中各單元的運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用智能分析程序?qū)崿F(xiàn)全面的信息數(shù)據(jù)匯總，最終實(shí)現(xiàn)判斷整體系統(tǒng)狀態(tài)的目標(biāo)。該技術(shù)是智能化設(shè)備的實(shí)際運(yùn)用體現(xiàn)，不僅能夠?qū)嵤┍O(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各流程節(jié)點(diǎn)，還能通過分析技術(shù)的數(shù)據(jù)反饋結(jié)果維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行，能夠極大地保障相關(guān)保護(hù)設(shè)備運(yùn)行的安全性，因而也使得整體系統(tǒng)更為靈活健全。

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，智能電網(wǎng)得到了進(jìn)一步的應(yīng)用。其本身具有的靈活性、安全性、清潔性等特點(diǎn)越來越多的被業(yè)內(nèi)接受，同時(shí)也為國家節(jié)省了資金。所以智能電網(wǎng)將成為中國電力發(fā)展當(dāng)中一個(gè)重要方向。自2009年以來，在全國范圍內(nèi)開展了多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，從提出智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)框架再到多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展和建設(shè)離不開繼電保護(hù)技術(shù)跨越式進(jìn)步。當(dāng)前為了進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)各領(lǐng)域新技術(shù)的布局，繼電保護(hù)裝置發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。與此同時(shí)，以科學(xué)發(fā)展為指導(dǎo)方向，在總結(jié)現(xiàn)有的工作成就和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，繼電保護(hù)裝置在變電站自動(dòng)化、線路保護(hù)和勵(lì)磁控制等各領(lǐng)域通過自動(dòng)整定技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化等方面升級(jí)，加強(qiáng)繼電保護(hù)專業(yè)建設(shè)是確保智能電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。