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摘 要:当前,随着智能化电网的不断兴起和发展,继电保护作为电网一项重要的支撑技术,也获得了极大发展。智能电网的数字化、信息化特征,也决定继电保护在智能电网环境下将要面对多方面的新挑战、新机遇。电网智能化和自动化,这一电力系统未来发展的新趋势,需要继电保护不断的适应智能电网发展进程,并对其开展一系列转化,因此,继电保护的研究在新形势下便显得至关重要。基于此,文中系统论述了智能电网背景下继电保护工作的关键不足之处,同时提出了相应的改进措施,为我国的继电保护发展提供一定参考。
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)26-0079-02
1 引 言
近年来,随着科技水平的不断发展,人们生活中对于电能的需求也在不断增长,因传统发电形式严重依赖能源,并结合如今全球能源问题的严峻性,使得电网的智能化建设迫在眉睫。推广应用智能电网能够增多用户与电网间的互动,促使电网运行水平得到提高,同时智能电网对于电力系统的输、发、配、用等各环节均影响极大。而作为智能电网系统稳定运行的一道关键屏障,继电保护将面临重大考验。传统形式的继电保护,其不足之处将会在受到智能电网冲击时逐步显露,然而智能电网当前的信息化系统也为继电保护的发展提供了良好背景,为顺应电网智能化、自动化发展,为电网运行创建更可靠、更安全的环境,大力发展继电保护应迎接新挑战、把握新机遇。
2 智能电网继电保护的关键不足
2.1 智能电网对继电保护工作环境影响较大
远距离输电、特超高电压输电以及交直流电混合而成互联大电网,是智能电网的一项关键特性,大电网将会对继电保护的工作环境造成较大影响。①非周期性分量衰减较缓,谐波分量较大,且暂态状况显著,此为特高压电网发生事故时的重要特征,而这必将快速影响到继电保护设备的安全性,加上在暂态情况下的电压、电流互感器传变性能变的较差,如此极易在电力系统事故情况转换的条件下,引起保护设备的误启动。②保护设备的电流差动保护以及依据集中参数模型所构建的保护方式,极易被超/特高压、远距离输电路线的电容分布所影响,同时同塔多回路或双回路跨线问题以及互感与路线参数的不平衡等,也将严重影响继电保护的正常运行。③通过谐波含量以区分变压器保护内部故障,以及鼓励磁通流故障的难度将变大,并且这类智能大电网,对于继电保护设备,在安全性、可靠性及电磁兼容性的要求也将提高。
2.2 电力电子装置会影响故障电流
在对电力系统进行自动化、智能化施工改造时,电网一次系统内有大量电力电子装置会被应用,如此将极大影响到电网中短路电流的分布情况与特征,其主要体现于两方面内容:①FACTS元件实际安装部位与其在投运中出现的参数改变与调整,将会对电力系统电路特征以及实际分布情况产生直接的影响;②直流输电体系保护与控制的如何实现,依旧是十分突出的难题之一,电网实现智能化之后,交流系统与直流系统运行问题会互相影响。
2.3 定值配合保护在智能电网环境下的挑战
现如今,我国所应用的电力系统继电保护主要是光纤差动,这类技术的应用已渐趋成熟,然而受智能电网运行形式以及网络拓扑影响,其后备保护难以保障其选择性与稳定性。由此,人们为确保后备保护功能的安全性、可靠性,只有根据最严重事故状况以保守的开展后备保护配置工作与和特殊整定工作。因此,为了确保智能电网系统后备保护选择性,需要通过牺牲后备保护的灵敏性、快速性来实现。后备保护特性实现的传统形式,是通过对本地信息进行互相配合,但这种方式难以应用在运行形式多变以及网络拓扑的智能化电网中,从而很难实现对电力供应可靠性的保护功能,而这是受其自身局限的影响。局限性体现在下面三点:
(1)因继电保护传统配合整定方式通常都较为复杂,从而致使保护设备动作时间会较长,在智能电网出现问题后,它的保护作用有时将无法及时实现故障去除,以达到电网运行的可靠性需要,进而严重威胁到电力系统的稳定运行。
(2)电网系统整体运行形式会对传统继电保护设备带来极大影响,在智能化电网背景下,智能电网其运行形式难以实现快速改变,并且在继电保护的灵敏性与选择性方面也难以同时达到要求。
(3)因传统继电保护设备对电力系统的内部故障以及去除故障后所造成的过负荷、潮流转移等无法确定地进行区分,很容易引发连锁跳闸事故,进而造成保护误动等情况。
3 智能电网继电保护的改进措施
3.1 建立智能电网继电保护信息平台
智能电网继电保护信息平台的建立,可以很快的收集起智能电网运行数据和状态,且最为关键的就是要为信息数据提供平台。智能电网背景下,我们需要依据动态监控来建立起继电保护的信息平台,从而促使继电保护发展更加快速,以实现智能电网和继电保护共同发展的效果。所以,完善国内智能电网背景下继电保护的性能首先需要构建并优化继电保护的信息数据平台。
3.2 提高继电保护的信息传输性能
随着电力电网自动化、智能化的不断推广和使用,继电保护传输信息的压力将不断增大,所以在智能电网继电保护今后的发展之中,提高信息传输性能无疑是十分关键的。利用信息传输性能的提升以实现继电保护的分级、分层,该过程不仅能够提供给智能电网以可靠保护,并且也可提升继电保护信息的传输速度。所以,提高继电保护的信息传输性能是实现智能电网要求的一个重要措施。
3.3 不断改进继电保护系统
智能电网的继电保护,首先可把智能传感器运用到继电保护系统之中,如此可以使传感器的作用得到充分发挥,在得到更多装置运行信息过程中,使得装置的运行参数为达到继电保护作用提供重要数据根据,利用该方法能够确保继电保护系统执行动作的安全可靠。但在智能电网装置外部接线运行中,无法避免自然环境对其可能产生的影响,如风、霜天气等很容易造成接线振动事故等。所以,在装置是否出现问题的诊断过程中,不可以仅依据单个指标做出判断,而是应对所有装置的振动特性进行综合分析。为实现综合分析,需要把变压器内的振动传感器在非正常震动所发信号时当作错误信号,进而诊断其是否出现故障情况。并且也需通过大量人工智能系统进行分析,将湿度、温度等参数均作为指标进行参考。
3.4 加强对单元保护和广域保护的研究和应用
当前,电网智能化得到了快速的发展,为确保电网运行的可靠性和稳定性,继电保护技术应与电网改革保持同步发展,而这将对广域保护、单元保护两方面的应用提出较高要求。在单元保护应用方面,应加强对变压器保护、发电机保护、直流线路保护、交流线路保护等内容的研究力度,并且应将对此类继电保护的研究重心,聚焦在对传统元器件的保护以及一些新算法、新原理怎样改进上。在广域保护应用方面,近些年智能电网继电保护研究的一个重点即为廣域保护,其主要基于实时、快速信息通信技术,在保护体系中添加多类型、多点的数据信息,利用对继电保护配置形式的创新和变革,来不断提升智能电网继电保护的执行动作能力。
4 结束语
电网系统智能化、自动化的不断推广和应用,对于促进我国电力体系发展有着十分关键的意义,同时也对担负各类保护工作,使智能电网保持运行高效性的继电保护提出了更为严格的要求。在智能电网背景下,继电保护系统为智能化电网提供了安全保护,并以此来推动智能电网可以更加平稳、可靠的发展,并且也确保可以更加优质的服务于智能电力系统。所以,在电网智能化发展的背景之下,必须加强对继电保护系统研究的力度,从而推动智能电网系统发展,为我国未来的电力事业发展提供有力支撑。
参考文献
[1]杨 雄.智能电网继电保护技术的分析[J].工程技术研究,2017(7):17~18.
[2]符亚杰.智能电网背景下继电保护的关键问题及对策分析[J].技术与市场,2018(2):164.
[3]王文生.智能电网环境下的继电保护初探[J].机电信息,2015(6):99.
[4]王增平,姜宪国,张执超,等.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制,2013(2):13~18.
收稿日期:2018-8-3
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)26-0079-02
1 引 言
近年来,随着科技水平的不断发展,人们生活中对于电能的需求也在不断增长,因传统发电形式严重依赖能源,并结合如今全球能源问题的严峻性,使得电网的智能化建设迫在眉睫。推广应用智能电网能够增多用户与电网间的互动,促使电网运行水平得到提高,同时智能电网对于电力系统的输、发、配、用等各环节均影响极大。而作为智能电网系统稳定运行的一道关键屏障,继电保护将面临重大考验。传统形式的继电保护,其不足之处将会在受到智能电网冲击时逐步显露,然而智能电网当前的信息化系统也为继电保护的发展提供了良好背景,为顺应电网智能化、自动化发展,为电网运行创建更可靠、更安全的环境,大力发展继电保护应迎接新挑战、把握新机遇。
2 智能电网继电保护的关键不足
2.1 智能电网对继电保护工作环境影响较大
远距离输电、特超高电压输电以及交直流电混合而成互联大电网,是智能电网的一项关键特性,大电网将会对继电保护的工作环境造成较大影响。①非周期性分量衰减较缓,谐波分量较大,且暂态状况显著,此为特高压电网发生事故时的重要特征,而这必将快速影响到继电保护设备的安全性,加上在暂态情况下的电压、电流互感器传变性能变的较差,如此极易在电力系统事故情况转换的条件下,引起保护设备的误启动。②保护设备的电流差动保护以及依据集中参数模型所构建的保护方式,极易被超/特高压、远距离输电路线的电容分布所影响,同时同塔多回路或双回路跨线问题以及互感与路线参数的不平衡等,也将严重影响继电保护的正常运行。③通过谐波含量以区分变压器保护内部故障,以及鼓励磁通流故障的难度将变大,并且这类智能大电网,对于继电保护设备,在安全性、可靠性及电磁兼容性的要求也将提高。
2.2 电力电子装置会影响故障电流
在对电力系统进行自动化、智能化施工改造时,电网一次系统内有大量电力电子装置会被应用,如此将极大影响到电网中短路电流的分布情况与特征,其主要体现于两方面内容:①FACTS元件实际安装部位与其在投运中出现的参数改变与调整,将会对电力系统电路特征以及实际分布情况产生直接的影响;②直流输电体系保护与控制的如何实现,依旧是十分突出的难题之一,电网实现智能化之后,交流系统与直流系统运行问题会互相影响。
2.3 定值配合保护在智能电网环境下的挑战
现如今,我国所应用的电力系统继电保护主要是光纤差动,这类技术的应用已渐趋成熟,然而受智能电网运行形式以及网络拓扑影响,其后备保护难以保障其选择性与稳定性。由此,人们为确保后备保护功能的安全性、可靠性,只有根据最严重事故状况以保守的开展后备保护配置工作与和特殊整定工作。因此,为了确保智能电网系统后备保护选择性,需要通过牺牲后备保护的灵敏性、快速性来实现。后备保护特性实现的传统形式,是通过对本地信息进行互相配合,但这种方式难以应用在运行形式多变以及网络拓扑的智能化电网中,从而很难实现对电力供应可靠性的保护功能,而这是受其自身局限的影响。局限性体现在下面三点:
(1)因继电保护传统配合整定方式通常都较为复杂,从而致使保护设备动作时间会较长,在智能电网出现问题后,它的保护作用有时将无法及时实现故障去除,以达到电网运行的可靠性需要,进而严重威胁到电力系统的稳定运行。
(2)电网系统整体运行形式会对传统继电保护设备带来极大影响,在智能化电网背景下,智能电网其运行形式难以实现快速改变,并且在继电保护的灵敏性与选择性方面也难以同时达到要求。
(3)因传统继电保护设备对电力系统的内部故障以及去除故障后所造成的过负荷、潮流转移等无法确定地进行区分,很容易引发连锁跳闸事故,进而造成保护误动等情况。
3 智能电网继电保护的改进措施
3.1 建立智能电网继电保护信息平台
智能电网继电保护信息平台的建立,可以很快的收集起智能电网运行数据和状态,且最为关键的就是要为信息数据提供平台。智能电网背景下,我们需要依据动态监控来建立起继电保护的信息平台,从而促使继电保护发展更加快速,以实现智能电网和继电保护共同发展的效果。所以,完善国内智能电网背景下继电保护的性能首先需要构建并优化继电保护的信息数据平台。
3.2 提高继电保护的信息传输性能
随着电力电网自动化、智能化的不断推广和使用,继电保护传输信息的压力将不断增大,所以在智能电网继电保护今后的发展之中,提高信息传输性能无疑是十分关键的。利用信息传输性能的提升以实现继电保护的分级、分层,该过程不仅能够提供给智能电网以可靠保护,并且也可提升继电保护信息的传输速度。所以,提高继电保护的信息传输性能是实现智能电网要求的一个重要措施。
3.3 不断改进继电保护系统
智能电网的继电保护,首先可把智能传感器运用到继电保护系统之中,如此可以使传感器的作用得到充分发挥,在得到更多装置运行信息过程中,使得装置的运行参数为达到继电保护作用提供重要数据根据,利用该方法能够确保继电保护系统执行动作的安全可靠。但在智能电网装置外部接线运行中,无法避免自然环境对其可能产生的影响,如风、霜天气等很容易造成接线振动事故等。所以,在装置是否出现问题的诊断过程中,不可以仅依据单个指标做出判断,而是应对所有装置的振动特性进行综合分析。为实现综合分析,需要把变压器内的振动传感器在非正常震动所发信号时当作错误信号,进而诊断其是否出现故障情况。并且也需通过大量人工智能系统进行分析,将湿度、温度等参数均作为指标进行参考。
3.4 加强对单元保护和广域保护的研究和应用
当前,电网智能化得到了快速的发展,为确保电网运行的可靠性和稳定性,继电保护技术应与电网改革保持同步发展,而这将对广域保护、单元保护两方面的应用提出较高要求。在单元保护应用方面,应加强对变压器保护、发电机保护、直流线路保护、交流线路保护等内容的研究力度,并且应将对此类继电保护的研究重心,聚焦在对传统元器件的保护以及一些新算法、新原理怎样改进上。在广域保护应用方面,近些年智能电网继电保护研究的一个重点即为廣域保护,其主要基于实时、快速信息通信技术,在保护体系中添加多类型、多点的数据信息,利用对继电保护配置形式的创新和变革,来不断提升智能电网继电保护的执行动作能力。
4 结束语
电网系统智能化、自动化的不断推广和应用,对于促进我国电力体系发展有着十分关键的意义,同时也对担负各类保护工作,使智能电网保持运行高效性的继电保护提出了更为严格的要求。在智能电网背景下,继电保护系统为智能化电网提供了安全保护,并以此来推动智能电网可以更加平稳、可靠的发展,并且也确保可以更加优质的服务于智能电力系统。所以,在电网智能化发展的背景之下,必须加强对继电保护系统研究的力度,从而推动智能电网系统发展,为我国未来的电力事业发展提供有力支撑。
参考文献
[1]杨 雄.智能电网继电保护技术的分析[J].工程技术研究,2017(7):17~18.
[2]符亚杰.智能电网背景下继电保护的关键问题及对策分析[J].技术与市场,2018(2):164.
[3]王文生.智能电网环境下的继电保护初探[J].机电信息,2015(6):99.
[4]王增平,姜宪国,张执超,等.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统保护与控制,2013(2):13~18.
收稿日期:2018-8-3