智能电网下继电保护发展趋势研究李爱武

智能电网下继电保护发展趋势研究李爱武

(广东电网有限责任公司韶关供电局广东省韶关市512026)

摘要:智能电网系统的建设顺应了社会发展的趋势,推动了电力事业的快速发展,在智能电网快速发展的背景下,继电保护对于提高电网系统的安全与稳定性发挥着重要的作用。本文对继电保护的现状以及合适的继电保护方式在智能电网中的重要性进行了分析,并探究了继电保护在智能电网中的发展趋势,以期为智能电网系统建设提供借鉴。

关键词:智能电网;继电保护;趋势

引言

智能电网是科技不断发展的产物,对于提升电网运行质量具有十分重要的作用。我国在建设智能电网的过程中,必须从电网的实际情况入手,提高电力系统稳定性,改善电力系统输变配电的质量和效率。在智能电网的建设过程中,必须要同步完善继电保护的功能,从而从根本上提高智能电网运行的稳定性以及可靠性,满足人民向往美好生活的电力需求。

1继电保护的现状

就当前来看,电力系统向超高压方向发展,并且在发展的过程中,继电保护的可靠性、安全性和灵敏性成为研究的主要内容。继电保护是对电力系统中的元件进行保护,从而避免元件发生异常或者故障情况下,影响系统的正常运行。在电力系统中,继电保护装置具有十分重要的作用,尤其在智能电网的运行中,采用先进的技术强化继电保护的性能,满足智能电网发展要求,才能够保证电网的安全和稳定运行。

2继电保护技术在智能电网中的重要作用

供电系统具有交互式的特点,而发电系统则呈现出分布式的特点,故而智能电网系统结构相对于传统电网系统而言更加复杂,因此先进的继电保护方式对智能电网系统整体可靠性和系统运行效率显得尤为重要。继电保护技术的应用为智能电网系统安全稳定运行提供了保障,一旦智能电网系统中电气设备出现故障,继电保护系统及其相关装置能够实时检出故障类型并进行准确定位,对故障区域进行隔离,以免故障影响范围进一步扩大,破坏智能电网系统的安全和稳定运行。除此以外,继电保护系统还可及时发出报警信号,为运维人员快速时、准确进行故障处理提供依据,使智能电网尽快恢复正常运行。

3智能电网环境下的继电保护

3.1广域保护

所谓广域保护是指在智能电网的运行过程中,将电网子集作为继电保护的分析对象,根据子集的运行状况选择合适的数据信息,进行合理的分析,从而对整个智能电网的运行状态进行全面掌握。要将整个电网划分为若干个不同的区域,针对这些智能电网的广域进行继电保护。广域保护主要由控制和保护两个主要部分构成,广域保护控制是为电网运行提供相应的自愈方案,在运行过程中进行及时有效的自我保护。而广域保护中的保护部分则倾向于整个电网的运行状态,通过对广域信息的分析,研究故障所在位置,并采取有效的解决措施,它能处理智能电网运行过程中比较复杂的问题,从而充分发挥继电保护的作用。广域保护是整个继电保护的核心,通过广域保护能够保障智能电网和继电保护相互适应和融合,从而为智能电网能够安全、稳定地运行提供保障。广域保护的构成模式包括:广域集中式、IED分布式以及站域集中与区域分布相配合的模式。其中广域集中式能够更加全面地进行故障检测;IED分布式模式拥有较强的适应能力以及灵活的保护构成方式;站域集中与区域分布相配合的模式和IED分布式相比,呈现出相对简单的故障判断及信息交互机制,在故障识别的过程中不需要较多的工作重复。

3.2单元件保护

首先,在发电机保护中,必须加强对内部短路的关注,尤其是匝间短路保护问题。因此必须精确化处理整定计算、保护方案设计以及灵敏度校验等内容,根据机组实际运行过程中的承受能力来判据反时限过流保护、后备保护中的过激磁保护等;其次,在变压器保护领域,我国部分专家仍然将研究的重点放在了励磁涌流识别方面,由于其具有随机性、多样性以及非线性等特征,因此现阶段在制订相关解决方案的过程中,始终存在一定的缺陷,分析计算变压器内部故障以及保护原理等始终是变压器保护领域的研究重点;再次,在交流线路保护领域,由于高阻接地很容易影响距离保护,导致短路再次在系统振荡中产生时系统无法进行有效应对,因此产生了较低的躲避负荷的能力,在应用同杆并架双回线的过程中,由于电气量范围的约束和跨线故障的产生,导致在故障测距和选相中产生较大的误差;最后,在直流线路保护领域,行波保护是主保护,在其使用的过程中,始终会受到行波信号的不确定性的影响,包括母线接线方式以及波速等因素,同时其还会受到过渡电阻、采样率限制以及动态时延等约束。

3.3系统重构

电网在不断发展的过程中,对继电保护也提出了技术上的改进要求,其中具备较强的适应性能力便是其中之一,要求它对智能电网的运行方式、运行状态、电网结构改变等都具有一定的适应能力。因此在自适应能力这一方面,要求新的继电保护装置有自身重构的功能,以及自我诊断、自我修复的能力。如果在继电保护构成与元件进入失灵或者失效的情况下,智能电网就会利用能够替代其功能的元件,将原有的继电保护装置进行取代,这样原有的装置就失去了作用,所以需要对系统进行二次构建,重新达到预期效果。

3.4智能传感技术

当前智能电网系统主要由基于智能化的信息技术以及智能化的设备装置组合而成,不仅能够实现对智能电网系统中各个单元、各个环节的控制,而且还具有实时性、智能化的特点。在构建智能电网时,通过智能传感技术的应用,能够对智能电网系统中相关单元的运行数据进行及时采集,依托智能分析系统对所采集状态参数以及数据进行全面分析,进而准确判断智能电网系统的实时状态。通过对智能传感设备的应用,一方面能够熟悉智能电网的具体情况,另一方面能够对传感信息进行准确的评估,从而缓解继电保护信息处理的巨大压力。此外,智能传感技术的应用,还可以为智能电网系统继电保护装置在各类故障状态下的维修提供技术支持,以保障继电保护装置的安全、稳定运行。

4智能电网环境下继电保护的发展

4.1网络化发展趋势

伴随着网络信息技术在智能变电站中的普及和应用,网络化发展趋势必然会成为未来智能电网环境下继电保护发展的重要趋势。尤其是伴随着网络化发展进程的逐步深化和完善,更是大大提高了继电保护的水平。一方面,促进了智能电网环境下继电保护工作的信息共享,从而使变电站的所有设备都能够紧密地联系在一起,从而扩大了继电保护的范围;另一方面,促进了智能变电站的信息传递,使信息传递变得更为准确、及时,实现了对整个智能电网的全面的监控,有效提高了智能电网运行的准确性,同时提高了电网的运行效率。

4.2强化信息传输

随着智能电网建设范围的不断扩大,继电保护信息传输的压力也在不断增加。未来继电保护将向强化信息传输能力的方向发展,实现对智能电网的分级分层保护,不断优化信息传输的环境,从而更好的满足对于智能电网的继电保护,同时还能够实现对电网中各项信息的共享。

结束语

综上所述,智能电网是未来电力系统的发展趋势,在智能电网的建设过程中,继电保护发挥着重要的作用。目前在智能电网环境下的继电保护研究比较少,相关理论研究还不够完善,具体操作还存在着诸多问题,因此需要相关工作人员对继电保护更加深入的分析研究,将继电保护技术更好的应用在智能电网的建设中,从而推动电力事业的不断发展。

参考文献:

[1]王圣元,刘燕.智能电网下继电保护方式相关问题[J].农村电气化,2016(11):33-34.

[2]薛鹏程.智能电网环境下继电保护的发展现状[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012(11):299-300.

[3]王鹤霖,薛磊.智能电网环境下的继电保护[J].中国新技术新产品,2016(17):4-5.

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