继电保护技术发展趋势探讨

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1.引言

近几年，随着我国经济水平的不断提升，电力市场需求量逐渐提升，越来越多的电力设备入网，对我国电网建设提出了更高要求，在保证电力生产质量的同时，还要保证电力运输效率与安全。为达到以上目的，进入新时代之后，我国电网开始融合各类新技术。因此，对智能电网时代继电保护技术发展趋势研究有着鲜明现实意义。

2.智能电网与继电保护技术

2.1智能电网内涵与特征。对于电力系统而言，智能电网的作用异常强大，不仅具有良好的电力输送作用，而且十分稳定安全。在应用时，对于资源的消耗更小，表现出良好的环境友好特点。从电力整体系统运行角度来说，智能电网对电力传输的管理更加高效与合理，同时可以做到电力系统运行信息的准确记录与存储。随着网络技术以及人工智能技术的发展，智能电网将会越来越完善，性能也会逐渐提升。为了更好经的处理现阶段自然资源与人类发展之间关系，各类电力科技被发明和应用，例如太阳能发电以及水利发电等。相比于传统电网，智能电网之所以可以发挥更加重要的作用，主要是因为网络等先进技术的影响，这些技术为电网的自动化以及数字化提供了必要基础。结合近几年我国电网建设情况，智能电网在设计与应用过程中表现出以下几方面的特征：①安全性的坚强性转变。传统电网在建设过程中，更加注重电网的稳定性与的可靠性，并且为了达到上述目的，采用一系列措施进行改革。相比于传统电网而言，智能电网更加注重电网整体的坚强性，简单而言，智能电网不仅注重电网本身存在的建设缺陷，而且会将自然环境规律考虑在内，例如人为破坏等。②自愈。传统电网在应用时，受到外界环境因素影响可能会出现跳闸等现象，然后相关技术人员需要对电力系统进行检修，寻找跳闸原因。而智能电网可以实现电网的动态检测，并且通过对收集的电网信息进行分析，可以得出故障原因，或者是在线路检测中，对异常情况进行经预测，及时发现故障、隔离故障，这样就可以进一步降低故障影响范围。③提升电能供应质量。智能电网在应用过程中可以降低电网运行风险以及故障发生概率，保证电网电力传输有效性与质量。2.2智能电网中的继电保护技术构成。智能电网结构继电保护要比传统电网结构更加复杂，例如在智能电网继电保护中不仅存在分布式电力设备组合，而且存在交互式电力组合，因此，从应用角度来说，智能电网继电保护性能更加优越。尤其是在计算机技术以及网络技术融合之后，继电保护可以实现对电力的实时监控，进而提升整个电网的稳定性。2.3继电保护在电网中的作用随着经济水平的不断提升，各类电器被应用与制造，此种情况下，电网系统面临的运行压力更加巨大，电网在用电压力下产生波动成为一种常态，这在一定程度上增加了电网故障发生概率。继电保护的应用可以保证电网在发生故障之后，在第一时间断开故障点，并且发出故障预警，一方面保证了故障维修效率，另一方面保证用户电力应用正常。

3.智能电网时代继电保护技术问题与发展趋势

立足于时展大背景，我国电网的智能化发展十分重要，是电网事业的一个阶段。继电保护作为智能电网建设中一个重要组成部分，在现阶段的研究与发展过程中面临的技术问题以及发展趋势可以从以下几个方面进行分析：3.1广域保护技术。在传统电网中，继电保护作用较为单一，并且保护行为存在一定局限性，大多都是针对某一个电力设备以及输电线路进行监控，总的来说，继电保护刚性明显，并且整体后备保护也不具备良好的延展性。自适应性以及判断性较差。随着我国电网建设规模逐扩大，电力系统越发复杂，上述的继电保护已经无法发挥更加重要的作用。籍此，广域保护技术被提出并应用（樊晓春，何浩，智能电网背景下继电保护的关键问题及对策：电子技术与软件工程，2019）。该技术在应用过程中，会将一个网络子集当做管理单元，在单元内的管理行为全部由单位内电力信息所决定，这样继电保护就可以在单元内外管理中进行综合分析，准确定义故障原因与位置，为之后的决策提供支持，或者直接将故障进行隔离，保证单元内电力系统的“坚强”。就目前广域保护系统建设情况而言，已经可以在应用过程中取得一定成果。而广域继电保护在应用中的作用主要体现在两个方面：继电保护以及自动控制。在工作中，继电保护会辅助主保护系统完成系统保护任务，提升保护效率与质量，同时可以用来解决更加复杂的问题，增加继电保护单位的自适应力；而安全自动控制则会为电网保护动作提供准确的方案。从以上角度来说，广域保护技术的应用进一步提升了电网自愈能力与稳定性。3.2保护系统重构技术。保护系统的重构是近几年提出的一项技术，其产生的原因是传统继电保护系统存在很多局限性，并且电网建设要求继电保护具有其它一些新功能。立足于传统继电保护技术而言，存在的问题可以总结为以下几点：①传统继电保护存在明显的固定性，此种固定性不仅导致继电保护对象单一，而且连接方法也不能改变，根本无法适应一次系统变化。②应用过程中，电网系统无法在短时间内解决继电保护本身存在的问题，继电保护发生故障之后，将会直接影响整个电网正常运行。③随着电网建设规模的不断扩大，电网中会不断接入各类清洁能源，这就证明今后的继电保护需要从单向潮流保护改变为双向潮流保护，但是传统继电保护系统无法实现。我国建设的新型电网要求继电保护系统不仅可以解决上述问题，而且需要展示出来良好的灵活性以及自适应性。例如：①继电保护系统可以随着电网运行方式的变化而变化。②可以适应线路结构重组，随着电网结构变化而变化（崔鹏，顾斯洋，张英，扈常生，黄永烈，王军，交直流电网复杂暂态过程及继电保护关键技术研究：通信电源技术，2018）。③系统内部零件发生故障之后，可以自行进行检查与故障分析，并且主动寻求零件代替，完成自我修复。从上述分析结果中可以看出，继电保护想要完成自我修复需要对自身资源进行重构，从而满足一次系统保护要求。而从技术发展角度来说，重构技术是一种具有鲜明应用价值的电力技术。3.3故障甄别。当下，电力传感器正在不断革新，随着故障分析法以及数据算法的完善，网络信息传输逐渐变得更加高效，此种背景下，电力系统的故障甄别效果不断提升，应用范围也在逐渐扩大。例如，可以应用直流电线路当中的滤波器经以及电抗器完成线路的整体保护。又如，可以应用中性点系统接地系统不被补偿的特点，进行选线保护。同时，系统中应用的超高速试验装置可以在极短时间内完成故障性质确定，今后还会实现超高速故障切除。除此之外，电力系统的保护配合策略也取得了一定研究成果，并且正在逐渐增加研究深度。在网络基础之上，智能电网通过广域技术让信息传递更加稳定与高效，也让自动追踪系统得以正常发挥作用，保护整定配合在多方面的影响下将会更加灵活。例如，可以在多层次冗余影响下，保证定值配合不会变得复杂。并且可以在提升故障切除效率以及保证系统坚强的情况下提出新的合闸方法。3.4新技术下的继电保护系统。近几年，在经济与社会的共同影响下，电工技术研究取得了长足进步，例如当下应用较为广泛电力电子技术等，这对于电力行业建设而言，有着正向促进作用。同时技术的发明与应用促使电力市场形成了很多综合性技术产品。比如IUT、SVC以及DVAR等（朱识天，继电保护定值在线发放管理系统及其安全防护技术研究：哈尔滨工业大学，2017）。这些设备作用到电力系统中之后，使得我国配网技术进一步提升，同时继电保护内涵在不断改变。时间同步技术以及数据同步技术为继电保护系统的发展提供了新思路。在智能电网以及广域技术应用背景下，自主设备被合理应用，进一步提升了数据采集质量。因此，信号采集的时间与数据同步问题，是一个重大而严肃的问题。要求数据采集及各保护系统之间的信息交互与相互配合，建立在一个更加精准的同步基础之上，就需要统一的时钟源，保证信息数据可以同步。

4.结论

综上所述，智能电网是我国电网发展新趋势，尤其是在电力需求量逐渐增加的背景下。而继电保护技术作为提升电网安全性的重要手段，正在通过技术融合不断提升效用。在今后，我国电网建设与网络技术、信息技术以及人工智能技术之间的联合会更加紧密，继电保护技术也会不断完善。

作者:曹露