继电保护在智能电网中的应用

刘乔

摘 要： 随着我国经济的不断发展，传统电网已不能良好满足未来经济发展的要求，由此提出了建设具有中国特色智能电网的目标。智能电网建设是我国在十三五规划中重要的电力基建目标，在这一建设目标指导下智能电网技术有了长足的发展。在智能电网建设中有几项关键的核心技术尤为重要，继电保护就是其中的一个重要环节。笔者对智能电网进行了概述，并对智能电网的继电保护技术进行了分析，同时对继电保护技术的应用进行了具体的阐述。

关键词： 智能电网；继电保护；电力系统

智能电网是电网发展过程中的必然趋势，它无可比拟的各项优势在建设高性能电网的过程中，带来了不断更新的新技术和新设备。随着智能电网运行研究的不断深入，继电保护技术也相对快速发展起来，迈入了一个新的阶段，继电保护装置越来越广阔的功能和应用范围同时也为智能电网提供了稳定的发展基础。

一、智能电网概述

智能电网是利用先进的信息通讯技术和控制技术，构建的以自动化、计算机化及互动化为主要特点的特高压电网，并具有向各级电网发送电力的能力，同时它能够在电力系统出现故障时，自动跳闸保护电力系统，并具有在停电后的较短时间内恢复用电能力的特点。因此，智能电网具有经济高效、友好互动、坚强可靠等特点，不仅具有将强大电力输送到各个电网应用的能力，而且还具有灵活调整、连接使用的效果，所以对智能电网中的数字化变电站技术、电子式互感器及交直流灵活输电和广域测量技术等的要求也就大大提高，并对其继电保护装置的要求也较为严格。

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，在没有或少量人工干预的情况下，迅速隔离故障并自行恢复，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作用

继电保护技术是一种融合电子技术、网络技术、控制技术等多种技术为一体的技术，在传统电网和智能电网中都得到了广泛的应用，是电力系统的正常稳定运行的重要基础。同时，继电保护是当前电力企业实现电力系统网络化以及相关设备监测保护的重要技术，随着现阶段智能电网建设速度的不断加快，继电保护技术也变得逐渐复杂，功能日益强大，计算机化、网络化、智能化作为其未来的发展趋势，继电保护所起的作用将愈发重要，具体归纳如下：

1.继电保护技术的预保护功能对于电网的稳定运行十分重要，不仅减少了故障发生频率，同时还有提高故障的预警和保护的功能，进而满足智能电网建设可持续发展的基本要求。

2.提升继电保护装置的运行状态。由于继电保护是一个整体的完善系统，它通过分析电网运行中出现的故障、保障继电保护运行、继电保护的维护等相关功能的发挥，进而有效地避免电气设备出现不正常的状况。

3.提升了输电线路的安全性的保护，加强了输电线路运行过程中电量负荷超载的保护，从而避免大面积停电的事故发生，进一步提升了电网的安全运行及保护力度，进而充分发挥出继电保护装置的重要作用。

4.在电力领域的智能电网的智能化应用以及电网的网络化、信息化的发展中都起到了重要的作用。通过智能处理网络系统，在利用智能传感器进行数据的采集，进而确保智能电网的继电保护装置不仅具有基本功能的继电保护，同时还具有进行智能故障诊断、修复以及及时隔离故障的重要功能。

5.随着智能电网数字信息化技术的不断发展，继电保护技术在智能电网中发挥着重要作用，具有数字化、网络化、自动整定技术等特点。在智能电网中，许多继电保护装置逐渐提升了装置的性能，并且互联网与继电保护系统进行连接，进而完善对电网中继电保护装置的智能化配置。

四、继电保护技术在智能电网中的应用

现代社会，高智能化的电网系统不断更新，这就导致在整个电力系统中需要对继电保护进行更加深入的研究。在对智能电网进行建设的过程中，继电保护的应用水平并不能得到真正的掌握，在对继电保护进行研究的过程中，还需要对其中信息技术、网络技术、电子技术、控制技术等各个专业的技术进行研究，并通过对上述各种技术的有效融合及发展创新，进而能够使继电保护得到更好的运用。因此，继电保护技术在智能电网中的应用需要对下面各个方面进行全面的考虑：

第一，智能化的应用包括遗传算法、神经网络和模糊逻辑等，并且在继电保护技术中得到了良好的应用，且神经网络在继电保护技术中的应用得到了很好的发挥，它可以有效地解决非线性问题，并具有分布式储存信息和自组织等特点。当遇到输电线的两端系统在摆开的情况下，发生过电电阻短路时，它可以通过距离保护的方法将很难找到的故障原因给排除，使工作人员有效地解决并完成较为复杂的电力系统问题。所以，在电力系統运行中应用智能化技术，便可帮助工作人员有效地解决电力系统工作中的一些难题。

第二，在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

第三，智能电网在运行过程中，可以通过散布在电网中的传感器对相关的信息进行实时的监控，以保证电网中输电线路的温度及容量在适当的范围内，当其出现一定问题时，继电保护能够对其进行实时的控制。同时，在此过程中，需要对输电线路的负荷保护定值进行调整，进而能够保证智能电网的正常运行。

第四，智能系统中继电保护系统的应用，主要是因为继电保护系统具有自适应控制技术，而其自适应控制技术的主要原理就是根据电力系统的运行方式及电气故障状态的变化实行改变保护特性、性能及定值。继电保护系统中自适应技术是继电保护的新型技术，继电保护技术的广泛应用能够有效的保证对电力系统各项变化的适应，这不仅有效的对智能电网继电保护的可靠性进行了增强，同时还对继电保护系统自身的保护作用进行了有效的改善。

第五，当前，很多智能电网中的继电保护的机构所采用的是一种刚性的结构，而且其中的连接方式、保护对象等内容，都是预先设定好的。在传统电网中，系统的整定是通过保护线路的实际运行情况来实现的。而在智能电网中，继电保护能够充分地运用全网的信息资源，这样它就能进行实时的判断，以达到整定的目的，进而实现全网系统整定的自动化与配置的自动化。

五、结语

智能电网是电网未来的发展方向，而继电保护将随着智能电网的发展不断前进，为智能电网的建设提供坚实的技术设备。与此同时，智能电网的发展将推动继电保护技术朝着网络化、计算机化、信息化以及控制、保护、测量和数据通信一体化的方向发展，尽力维护继电保护装置的安全稳定运行，强化继电保护装置在电网故障与电力控制系统中的隔离功能，促使电力系统成为更加安全、更加稳定、更加可靠的保护系统，为我国智能电网的建设垫定基础，进而提升我国的继电保护管理水平。endprint