智能电网继电保护整定技术研究

李强+齐文雷

摘要：电网智能继电保护降低了电力系统运行风险性，同时在保护能力上也有明显提升。本文从智能电网继电保护功能与结构层面展开探讨，帮助明确实现自动化继电保护功能的硬件与软件结构，在此基础上重点研究实现智能继电保护的整定计算技术，分析出技术功能实现中需要达到的电网运行环境标准。

关键词：智能电网；继电保护；整定计算

一、智能电网继电保护功能与结构

1、智能电网继电保护功能

智能保护系统就有在线信息接收、传输功能，随着智能电网运行使用会产生大量的参数信息，保护系统能够捕捉这部分参数信息变化，实时传输到控制系统，通过参数分析来判断系统运行状态中是否受到干扰因素影响。当电网受到电流干扰后可以在短时间将用电设备断开连接，以免电流过高造成设备损坏。智能保护系统是建立在局域网络基础上的，因此能够实现信息共享与数据库自动化更新，大幅度减轻了技术人员的维护工作任务量，通过对现场数据监测来达到监管控制效果，电网运行异常也能及时发出警报，提醒工作人员快速采取防护措施，维护电网的运行使用安全性。智能继电保护装置安装在电网的不同位置区域，实现全面监管控制，任何一个部分出现质量安全隐患问题都能通过这种方法来强化处理。

2、智能继电保护系统结构组成

結构组成主要分为硬件与软件两部分，其中硬件部分由继电保护装置、传输线路、控制板组成，各个继电保护装置部分均有独立的保护开关来控制，对于使用中可能会发生问题的电网部分会强化保护装置，确保在功能上达到最佳效果。软件部分组成比较复杂，需要建立起各个硬件模块的连接，主要由控制系统接口、状态估计系统、模型建立模拟系统、定值管理、整定计算部分组成。运行中所搜集到的电网运行数据会逐次通过这些系统，经过一系列的对比分析了解电网故障发生具体情况，软件也可以根据数据对比结果来发出相关控制指令，帮助提升系统的运行使用安全性。软件与硬件结构在组成形式上是相互对应的，当发现设计方案与实际情况之间存在冲突矛盾时，改变结构组成形式能够达到优化效果。

二、智能电网继电保护整定基础

1、软件功能优化设计

对智能电网继电保护装置进行整合设计中，要建立在软件功能优化基础上，软件运行中各个接口部分分别负责不同的电网功能区域，需要传输信息数据时接口会导通，为信息通过创造一个传输通道。接口设计要遵从最短路径标准，所选择的路径符合接口处最短路径设计标准，接口处达到指定的功能区域路线均为最优化路线，确保信息传输速度都能够满足故障诊断需求。智能电网运行使用中所面对的问题比较复杂，不仅要考虑内部功能隐患，也要综合环境因素，考虑不同环境因素可能会引发的电网故障，将其输入到智能数据库中，从而达到实时在线监管的效果。

2、状态估计判断

电网不同状态下运行参数也存在很大差异性，因此开展智能保护系统设计前，需要建立一个完善的状态评估判断体系，并观察是否存在影响安全性的因素，根据不同状态判断结果来进行电网安全保护。电网运行与断开状态下所产生的参数存在很大差异性，继电保护前需要观察电网的运行状态，通过这种方法来帮助提升最终控制使用稳定性，对参数的控制调整也能与实际情况保持一致。

三、智能电网继电保护整定技术实现

1、软件控制模型建立

根据开展继电保护区域的电网实际情况展开研究，建立一个软件控制模型。结合实际使用功能对模型部分进行设计，当发现控制模型中存在不合理的部分时，可以通过调整软件模型来达到最佳设计效果，为接下来硬件继电保护装置功能实现创造一个有利的基础环境。模型建立需要确定数据库中所包含的信息，对控制系统进行保护复杂区域划分，即使电网的区域较大在此安全控制作用下也能得到完善解决。模型建立后需要进行模拟实验，根据实验结果有针对性的展开优化，为管理控制任务开展创造一个有利的基础环境，具体位置确定可以结合建模结果来进行，以便节省安装时间

2、继电保护装置安装位置确定

根据电网的总面积计算出所需要安装的继电保护装置数量，相邻区域做好继电保护装置负责区域划分，以免后期运行中出现功能干扰问题。智能化体现在自动数据监测层面上，继电保护装置安装不仅要考虑探测装置对数据的检测，还应该考虑对用电装置的阻断能力，检测发现参数信息变化后，确保继电保护装置能够快速阻断电流通过，以免继续通电造成用电装置损坏。整定技术实现需要建立起基层继电保护装置网络，各个装置之间可以共同配合更加高效的完成检测任务。继电保护装置安装位置确定是开展整定计算不可缺少的基础部分，需要进行强化研究。

3、智能继电保护整定计算

保护装置运行使用应从整定计算层面来开展，当电网发生运行故障时，通过整定计算可以将其中某一部分切除，在不影响电网整体运行功能实现的前提下，对故障发生区域进行处理，从而达到电网运行安全性保护的效果。原理和装置结合的整定方案为： 先对线路保护和主变压器保护进行原理级保护定值的整定，采用与原理保护关联的方式对其他元件保护进行面向保护装置的装置级整定。原理级整定计算包括相间距离保护、接地距离保护、零序电流保护、变压器复合电压闭锁过电流保护。当电网规模较大时，所开展的整定计算需要分层分区域进行，节省故障发生区域判断所用时间，首先进行主要线路故障整定分析，在此基础上进行各个枝干线路的整定计算，判断准确的位置发生区域，对其进行隔离处理。在智能继电保护系统中，已经实现了仿专家整定计算，模拟出专家整定计算过程，对线路的保护控制更加人性化，解决故障问题的同时也能保护电网运行功能正常实现，不会受故障检修影响。

结语：

综上所述所提出的智能电网继电保护在线整定系统中，包括硬件、软件结构及实现功能，并研究了继电保护软件系统的接口、电网统一建模、状态估计和整定计算等关键技术。这些技术能够很好地解决实时数据获取的接口、设备建模及正确判断运行状态等问题，为智能电网继电保护在线整定系统的开发应用提供了很好的技术支持，提高了调度决策水平和整定计算水平，对保证电网安全运行有积极意义。

参考文献：

[1]付九波.基于智能电网的供配电继电保护整定技术分析[J].工程技术：全文版，2016（12）：00185-00186.

[2]王炳国，陈瑶，康忠健，等.考虑负荷电磁暂态特性的油田智能配电网网络保护整定方法研究[J].电网与清洁能源，2016，32（7）：17-22.

[3]张延旭.智能变电站继电保护系统的信息流建模与可靠性提升策略[D].华南理工大学，2016.