【JDS-2000繼電保護(hù)試驗(yàn)箱】智能電網(wǎng)下的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（電力系統(tǒng)繼電保護(hù)結(jié)課論文）

一、 智能電網(wǎng)概述：

所謂智能電網(wǎng)，即為電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng) 2.0”。它是以集成、 高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)， 通過對(duì)傳感和測(cè)量技術(shù)等精良技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng) 的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、、環(huán)境友好的目標(biāo)。智能電網(wǎng)自愈和自適應(yīng)強(qiáng)， 安 全穩(wěn)定和可靠高 ，經(jīng)濟(jì)、。

智能電網(wǎng)一個(gè)重要的功能特性是自愈性強(qiáng)。 就是把電網(wǎng)中有問題的元件從系 統(tǒng)中隔離出來,并且在很少或不用人為干預(yù)的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常 運(yùn)行狀態(tài)而幾乎不中斷對(duì)用戶的供電服務(wù)。智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不 同類型的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入系統(tǒng),簡(jiǎn)化聯(lián)網(wǎng)的過程。

二、智能電網(wǎng)的發(fā)展歷程及未來趨勢(shì)：

在未來智能電網(wǎng)中,電網(wǎng)的自愈特征將會(huì)對(duì)繼電保護(hù)的選擇性、可靠性、速 動(dòng)性、 靈敏性提出更高的要求,對(duì)常規(guī)繼電保護(hù)的配置方法提出新的要求,常規(guī)保 護(hù)在這幾個(gè)方面根據(jù)實(shí)際情況的不同會(huì)有所側(cè)重。特高壓電網(wǎng)的建設(shè)、電網(wǎng)規(guī)模 的擴(kuò)大等因素,將導(dǎo)致短路電流增大很多,因此,應(yīng)對(duì)短路電流增大造成的定值可 靠性降低。 同時(shí),智能電網(wǎng)將給繼電保護(hù)的發(fā)展帶來新的契機(jī),智能電網(wǎng)是以物理 電網(wǎng)為基礎(chǔ),充分利用*傳感測(cè)量技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、 控制技術(shù)、新能源技術(shù),把發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)互聯(lián)成一個(gè)高度智能化的新型 網(wǎng)絡(luò)。 智能電網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)將影響現(xiàn)有繼電保護(hù)的應(yīng)用， 它主要特征有： 數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化、廣域化、輸電靈活化等。

近年來,由于信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,繼電保護(hù)專業(yè)得到了較大的發(fā)展, 繼電保護(hù)裝置的可靠性、 功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要 求已基本滿足。 我國(guó)繼電保護(hù)在原理上能夠滿足我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的要求。智能電網(wǎng) 的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn),信息化和數(shù)字化的特征使智能電網(wǎng)與 傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別,作為繼電保護(hù)專業(yè),也需要適應(yīng)其發(fā)展,進(jìn)行相 關(guān)的研究工作。它的特點(diǎn)如下：利用數(shù)字化提高保護(hù)性能、網(wǎng)絡(luò)化將改變繼電保 護(hù)的配置形態(tài)、提高安全自動(dòng)裝置性能、與傳統(tǒng)保護(hù)的配合、在線整定技術(shù)、繼 電保護(hù)新原理與新技術(shù)等。

智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重要變革,是電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。傳統(tǒng) 的保護(hù)系統(tǒng)已是各個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)*的保護(hù)穩(wěn)定、避免災(zāi)難性事故的保護(hù)手段; 如今,智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)開始,建設(shè)過程中新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用將給繼電 保護(hù)專業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的變化。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),相關(guān)研究的深入, 繼電保護(hù)專業(yè)要適應(yīng)電網(wǎng)需求向智能化方向發(fā)展,跟進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)步伐,為智能電 網(wǎng)建設(shè)提供。

按照相關(guān)規(guī)劃，2011 年至 2015 年為全面建設(shè)階段， 形成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建 設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，滾動(dòng)修訂發(fā)展規(guī)劃，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)全面鋪開。智能電網(wǎng)的加緊建 設(shè)，對(duì)電力系統(tǒng)的*道防御手段一繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。

1 我國(guó)的智能電網(wǎng)

云南省電力公司一直以來非常重視智能電網(wǎng)的研究， 不斷增強(qiáng)駕馭高海拔特 高壓交直流混合電網(wǎng)能力，建設(shè)信息化電網(wǎng)企業(yè)，搶占電力科技制高點(diǎn)。結(jié)合云 南電網(wǎng)公司實(shí)際情況， 努力搶占高海拔特高壓交直流混合輸電技術(shù)、復(fù)雜電網(wǎng)安 全穩(wěn)定運(yùn)行控制技術(shù)、 高溫超導(dǎo)技術(shù)、發(fā)展智能電網(wǎng)和建設(shè)信息化企業(yè)關(guān)鍵技術(shù) 制高點(diǎn)。 積極實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)、企業(yè)信息化建設(shè)向建設(shè)信息化企業(yè)兩個(gè) 根本性轉(zhuǎn)變。切實(shí)抓好“智能微網(wǎng)可行性研究”、 “智能配電網(wǎng)建設(shè)研究”、 “云 南電力大廈光伏建設(shè)方案研究”等一批重點(diǎn)科技項(xiàng)目的前期研究。

2010 年 9 月，全國(guó)*智能電網(wǎng)“全覆蓋、全采集、全費(fèi)控”在浙江海鹽 武原鎮(zhèn)竣工。至此，浙江省海鹽縣武原鎮(zhèn) 36000 用電客戶進(jìn)入“三全”信息 時(shí)代，從而成為全國(guó)*智能電網(wǎng)的“三全”鎮(zhèn)。智能電網(wǎng)信息“三全”工程是 *公司建設(shè)智能電網(wǎng)的重組成部份。

2010 年，*將在河北、北京、上海和重慶四個(gè)省市開展智能樓宇和 小區(qū)試點(diǎn)工程建設(shè)， 初步計(jì)劃建成兩個(gè)智能樓宇和 6 個(gè)智能小區(qū)。居民們將見證 國(guó)內(nèi)一項(xiàng)技術(shù)在身邊變成現(xiàn)實(shí)，在我們的生活中，這種機(jī)會(huì)并不常有——他 們的身邊將建起“智能用電小區(qū)”。

可見，盡管智能電網(wǎng)在我國(guó)的建設(shè)正處于起步階段，2009 年，建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng) 智能電網(wǎng)”的概念才由*公司提出，目前，全國(guó)各級(jí)電力公司都已經(jīng) 加快了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的步伐，智能電網(wǎng)已經(jīng)由一個(gè)“概念股”轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兩?邊切切實(shí)實(shí)存在的“熱點(diǎn)股”

2 智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)

繼電保護(hù)是實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備監(jiān)測(cè)保護(hù)的重要技術(shù)，向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，以及保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展是該領(lǐng)域的長(zhǎng)期發(fā) 展趨勢(shì)。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截止到 2006 年底，全國(guó) 220kV 及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝 置的微機(jī)化率已達(dá) 91.41% 。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化趨勢(shì)充分利用了*半 導(dǎo)體處理器技術(shù)：高速的運(yùn)算能力、完善的存貯能力和各種優(yōu)化算法，同時(shí)采用 大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波和抗干擾等技術(shù).因而 系統(tǒng)響應(yīng)速度、可靠性方面均有顯著的提升

然而，智能電網(wǎng)將極大地改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，電子式互感器、數(shù)字化 變電站技術(shù)、廣域測(cè)量技術(shù)、交直流靈活輸電及控制技術(shù)的大量應(yīng)用，必然對(duì)電 力系統(tǒng)繼電保護(hù)帶來影響。

（1）智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成

智能電網(wǎng)的分布式發(fā)電、交互式供電對(duì)繼電保護(hù)提出了更高要求，另一方 面通信和信息技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展， 數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用在各行各業(yè)的日益普及也為探 索新的保護(hù)原理提供了條件。

智能電網(wǎng)中可利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀 況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合，zui后對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析。 利用這些信息可對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè).實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)功能和保護(hù)定值的 遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控和修正。

另外，對(duì)保護(hù)裝置而言，保護(hù)功能除了需要本保護(hù)對(duì)象的運(yùn)行信息外，還 需要相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備的運(yùn)行信息。一方面保證故障的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)識(shí)別.另一方面 保證在沒有或少量人工干預(yù)下，能夠快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電 的發(fā)生。

所以， 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作時(shí)不一定只跳本保護(hù)對(duì)象，有可能 在跳本保護(hù)對(duì)象時(shí)還需發(fā)連跳命令跳開其他關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)， 也有可能只發(fā)連跳命令跳 開其他關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)，不跳開本保護(hù)對(duì)象。

（2）繼電保護(hù)技術(shù)的升級(jí)

智能電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn)，信息化和數(shù)字化的特 征使智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別，作為繼電保護(hù)專業(yè)，也需要適 應(yīng)其發(fā)展，進(jìn)行相關(guān)的研究工作。

數(shù)字化

互感器傳輸性能的提高和互感器故障的減少使繼電保護(hù)不需要再考慮電流互 感器飽和、二次回路斷線、二次回路接地等互感器故障問題。電氣量信息傳輸?shù)?真實(shí)性也為繼電保護(hù)裝置性能的提高帶來了便利條件。 如何簡(jiǎn)化繼電保護(hù)的輔助 功能. 利用數(shù)字化傳感器提高繼電保護(hù)的整體性能，是未來繼電保護(hù)發(fā)展需要研 究的核心問題

網(wǎng)絡(luò)化

新一代的數(shù)字化變電站改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)信息獲取和信號(hào)發(fā)送的媒介， 利 用網(wǎng)絡(luò)上共享的站內(nèi)其它相關(guān)電氣元件的信息提高主保護(hù)的性能， 利用共享的控 制信號(hào)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置.是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)研究的前沿性問題。

自動(dòng)整定技術(shù)

傳統(tǒng)的自適應(yīng)保護(hù)僅能根據(jù)被保護(hù)線路的運(yùn)行情況對(duì)定值進(jìn)行調(diào)整，不能利 用全網(wǎng)信息準(zhǔn)確、 實(shí)時(shí)地判斷運(yùn)行方式來調(diào)整定值。智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)應(yīng)實(shí)現(xiàn) 全網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)整定和自動(dòng)配置，從分散獨(dú)立的保護(hù)變?yōu)橄到y(tǒng)分布協(xié)同的保護(hù).

（3）員工技術(shù)提升

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的*道防線，安全責(zé)任重大，對(duì)人 員的業(yè)務(wù)能力要求高。 而廣泛開展技能競(jìng)賽活動(dòng)，能夠給生產(chǎn)一線員工提供充分 展示才華的機(jī)會(huì)和舞臺(tái)， 更能在廣大員工中產(chǎn)生強(qiáng)烈的爭(zhēng)先意識(shí)和激勵(lì)作用，形 成比、學(xué)、趕、幫、超的良好氛圍，促進(jìn)提高員工的業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力。

廣大基層電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)適應(yīng)電網(wǎng)快速發(fā)展要求，加快推進(jìn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”，積 極實(shí)施人才強(qiáng)企戰(zhàn)略， 培養(yǎng)高素質(zhì)人才，對(duì)進(jìn)一步提高繼電保護(hù)專業(yè)人員的技術(shù) 水平和崗位技能。

三、結(jié)束語：

我國(guó)自 2009 年 5 月提出智能電網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃以來.先后在全國(guó)開展了 21 個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，提出了智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)框架.并開始進(jìn)行多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)。許多在 智能電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐和重大專題研究方面已取得重要進(jìn)展。 繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)中 的“衛(wèi)士”，起著將電網(wǎng)故障與系統(tǒng)隔離、防止事故擴(kuò)大的作用。

以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)， 在總結(jié)現(xiàn)有工作成果和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上.堅(jiān)持精良技術(shù) 應(yīng)用，提高繼電保護(hù)裝備和運(yùn)行水平，加強(qiáng)繼電保護(hù)專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)，是保證電網(wǎng) 安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。