智能电网中继电保护技术的应用探究

宋燕伶

(四川省电力公司绵阳安县供电局，四川 安县622650)

随着我国社会经济的不断发展，社会生产、人类生活的用电需求急剧增大，在这样的环境下加强国家电网的改革，是时代发展的要求，同时也是电力企业发展的要求。积极构建智能化的电网体系如今已经成为我国电力企业发展的新方向，强调以风能、太阳能等清洁能源为主，并充分结合发达国家电力建设事业的发展路子，结合自身实际，从而构建高压电网来作为网络骨干的新方向。而继电保护装置作为电网中的"卫士"，能够有效地将电网故障与系统隔离，从而防止大面积停电现象的发生。因此，我们在国家智能化电网大力发展的同时，需要积极关注继电保护技术的研究，保证电网的安全、可靠运行。

一、智能电网的定义和特点

目前，智能电网的构建尚还处在初级阶段，如何定义，仍是各国学者讨论的焦点问题，由于各国电力发展的规模、环境以及出发点都存在不同，所以对智能电网的理解也都是站在国家的角度。我国对于智能电网的定义是：以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的信息、通信和控制技术，逐渐构建以自动化、计算机化、互动化为主要特征的统一的坚强的智能化电网。它要求系统在出现故障时，能够有效地把故障的影响范围降到最低，并在最短的时间内实现恢复供电。

智能电网具有清洁环保、经济高效、友好互动、坚强可靠等特点，具有强大的电力输送能力和安全可靠的供电能力，能够在保护环境的基础上，有效地降低污染排放和能源的消耗，实现电网的经济高效。此外，智能电网还可以在灵活调整用户接入与退出、兼容各类电源、灵活调整电网运作方式的同时，实现用户、电源、电网三者信息的公开透明与共享，从而做到透明公开和友好互助。如今智能电网的建设虽然处在起步阶段，但是各级电力公司都加快了智能电网的建设步伐，从而使智能电网从一个"概念股"开始向"热点股"转变。我们还需要注意的是，智能电网中的数字化变电站技术、电子式互感器、交直流灵活输电、广域测量技术等都会给电力系统的继电保护技术带来影响，必须加强继电保护技术的研究。

二、智能电网继电保护原理

应用传感器在智能电网中对发电、输电、配电、供电等关键的电气设备的运行状况进行实时监控，然后经过网络系统将采集到的数据进行整合，最后对获取的数据进行分析，以此来实现对电网运行状况的实时监控，从而实现对保护定值和保护功能的动态监控和及时修正。

对于继电保护装置来讲，保护功能除了需要保护对象的运行信息，还需要相关联的其他设备的运行信息。这就需要做好信息的共享工作，保证故障的准确性时，在没有或少量人工敢于的情况下，迅速隔离故障并自行自我恢复，从而避免大面积停电事故的发生，提高电网供电的可靠性和稳定性。因此，智能电网中的继电保护装置在保护动作时不仅仅要跳本保护对象，有时在跳本保护对象的同时，还得发出连跳指令，跳开其他关联点。

三、智能电网中继电保护技术的发展趋势

未来我国继电保护技术的发展，势必朝着网络化，智能化，计算机化，保护、控制、测量和数据通信一体化的方向发展。

（一）继电保护综合自动化的应用

在现代化的网络环境下，继电保护装置可以看作是一个多功能的计算机装置，而在整个网络系统可以说是一个智能终端。继电保护装置在网络环境下，先通过互联网获得电力系统运行以及故障的数据和信息，或者是先接到被保护原件的数据或者信息然后传送给网络控制中心。据此，我们可以看出，网络条件下的继电保护装置能够在电力系统设备无故障运行的情况下，自动地获取测量、控制通信数据，从而实现测量、控制、保护的一体化功能。而目前，实现智能电网继电保护的综合性的自动化系统条件已经齐备，变电站客户机会对保护信息进行搜集以及信息的网络传输，还有调度终端服务器对EMS共享数据的读取、故障分析以及稳定分析的计算等难题，现在通过继电保护综合自动化的应用都已经得到了妥善解决。如今，我们面临的技术问题就是应该如何解决综合继电的调度、运动、保护、通信以及自动化综合变电站的建设等问题，也涉及到如何更好地控制运行的设备，如何做好设备的维护和管理工作。因此，在接下来的工作中，我们只要能妥善解决好管理问题，就能够保证继电保护的自动化技术得到顺利实施。

（二）继电保护技术的智能化应用

继电保护技术的智能化应用目前已经在电力领域的应用研究工作中拉开了序幕。例如遗传算法、神经网络、模糊逻辑等都已在电力系统的各个领域得到应用。神经网络可以有效地解决很难用方程式来表示或者极难求解的非线性问题，可以通过神经网络的非线性映射方式来解决。而以生物神经系统为基础的人工神经网络的进展最为迅速，具有分布式储存信息、自组织等优点。

目前，在电力系统的继电保护中，人工神经网络已经能够实现其方向保护、故障距离判定、故障类型的判断以及主设备保护的功能，例如在输电线的两端系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路，就是一个典型的非线性问题，而通过距离保护的方法很难准确判断出设备故障的原因，给故障的排查带来一定难度，也会造成拒动或者误动现象的发生。但是，假如我们使用了神经网络的方法，通过大量的故障样本的训练，只要样本充分考虑各种情况出现的可能性，就能够准确判别故障发生的地点。同时像进化规划、遗传算法等都具有独特的魅力，能够有效地帮助我们解决复杂的电力系统问题。因此，在电力系统运行中，我们只要能够充分地运用这些人工智能的方法，就可以极大地提高问题的解决速度。

（三）继电保护技术的数字化应用

互感器故障的减少以及互感器传输性能的大幅提高，使继电保护不再需要考虑二次回路断线、电流互感器饱和、二次回路接地等常见的互感器故障问题。同时，电气量气息传输的真实性强化了继电保护装置的性能，为工作效率的提高提供了有力保证。目前如何简化几点保护装置的辅助功能，使用数字传感器来提高继电保护装置的整体性能，是我们未来加强继电保护装置利用效率需要研究的核心问题。

（四）继电保护技术广域化的应用

随着互联电网区域的不断扩大，电网的电压等级也大幅提高，使得供电的不稳定性和出现故障的可能性大大增加。对此，在电网信息化的进程中，我们可以通过广域测量技术WAMS网络提供的广域信息为后被保护服务，以此来提高自动化装置的性能，保证大型电力系统的稳定性和安全性，防治大面积停电事故的发生。

四、不断提高继电保护工作人员的技术和素质

智能电网的继电保护是保证电网运行稳定的首道防线，安全责任重大，因此对工作人员的业务水平要求较高。近几年，我国电力行业普遍开展继电保护专业知识和技能的竞赛活动，以此来促使工作人员迅速适应国家电网快速发展的要求，加快"两个转变"的推进力度，强化人才强企的战略，这对于进一步提高继电保护工作人员的岗位技能和技术水平都具有重要意义。

随着各级电力公司继电保护岗位人员队伍的不断壮大，加强对新进员工的岗前培训工作显得愈发重要。供电企业的在初进人员上岗之前，一定要对其进行岗前培训与考核，考核合格后持上岗证上岗。此外，还应积极开展技术培训和技术竞赛，通过培训和竞赛，使继电保护工作人员能够较为全面地掌握继电保护工作的专业知识，增强其实践技能，为今后的工作顺利开展打下坚实的基础。同时，各级供电企业还应始终加快推进"两个转变"，积极实施人才强企战略，以人才发展来实现企业发展，以人才进步来推动继电保护技术的进步。

结语

近年来，我国在不断加快智能化电网的建设步伐，对其保护装置的可靠性和动作反应速度也提出了更高的标准，对保护装置的配合、装置也提出了更高的要求，对保护装置的功能的发展提出了更远大的目标。相信随着智能化电网的快速发展以及继电保护技术的不断进步，势必会对保护定值的自适应和保护功能做出更合理的调整。总之，我国的继电保护技术会继续朝着网络化、计算机化、保护、测量、控制、数据通信一体化、智能化的方向发展。广大电力系统的工作者也将不断总结经验，加强专业建设工作，继续努力提升继电保护工作的高度，从而确保电力系统运行的安全性、稳定性和可靠性。

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