智能電網(wǎng)發(fā)展環(huán)境下的繼電保護(hù)新技術(shù)

1、智能電網(wǎng)發(fā)展環(huán)境下的繼電保護(hù)新技術(shù)分析【摘要】繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)中保證系統(tǒng)高效運行的重要組成部分，近年來，隨著我國電力智能化技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)的快速發(fā)展給繼電保護(hù)帶來了很大的影響。在智能電網(wǎng)發(fā)展環(huán)境下，為保證智能電網(wǎng)的安全可靠運行，繼電保護(hù)相關(guān)技術(shù)也需要不斷進(jìn)行更新?！娟P(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；繼電保護(hù)；新技術(shù)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化技術(shù)在包括電力系統(tǒng)在內(nèi)的多個領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，智能電網(wǎng)改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，智能電網(wǎng)中不斷更新的新技術(shù)和新設(shè)備大大提高了電網(wǎng)的性能，促進(jìn)了現(xiàn)代化電網(wǎng)的建設(shè)，在其中起到了不可替代的重要作用，甚至對繼電保護(hù)的原理都造成了影響。隨著研究的深入，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)

2、展也進(jìn)入了另一個更加開闊的領(lǐng)域，并且由此其應(yīng)用的范圍在不斷的擴(kuò)大，功能也在不斷的增多，更加符合人們的多元化需求，為智能電網(wǎng)提供了穩(wěn)定的發(fā)展基礎(chǔ)。1、智能電網(wǎng)發(fā)展概述智能電網(wǎng)也就是電網(wǎng)的智能化，它的本質(zhì)就是能源替代和兼容利用，主要是以建立在集成的高速雙向通信物理網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，創(chuàng)建開放系統(tǒng)，組織各級電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)發(fā)展，整介系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，并將先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)納入應(yīng)用范疇內(nèi)，通過這種方式而使電網(wǎng)系統(tǒng)具有自動化、互動性、智能化以及高度集成等特點，有助于電網(wǎng)運行和管理的優(yōu)化，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、可靠運行。除此之外，智能電網(wǎng)還具有強(qiáng)大的電力輸送功能以及智能化的運作平

3、臺，不僅能夠為電力系統(tǒng)供電的安全性和可靠性提供保障，同時還可以對用戶的接入和退出進(jìn)行靈活、及時的調(diào)整，除此之外還可以實現(xiàn)用戶、電源以及電網(wǎng)信息的共享，并且信息也是公開透明的。智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如圖1）、通信及決策系統(tǒng)具有靈活發(fā)達(dá)、高度集成、實時運行的特點，智能電網(wǎng)還有著快速故障診斷和排除系統(tǒng)以及新型繼電保護(hù)系統(tǒng)。圖1 智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖2、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、交互式供電對繼電保護(hù)提出了更高要求，對于保護(hù)裝置而言，既要準(zhǔn)確實時識別故障，還要在少量或無人工干預(yù)的情況下，實現(xiàn)故障的快速隔離和自我恢復(fù)。因此繼電保護(hù)裝置保護(hù)動作時，不一定只跳本保護(hù)對象，還可能需要跳開

4、其他關(guān)聯(lián)點，或是跳開其他關(guān)聯(lián)點，而不跳本保護(hù)對象。其繼電保護(hù)構(gòu)成如下圖2所示。圖2 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成示意圖在繼電保護(hù)本保護(hù)對象及其他關(guān)聯(lián)點運行過程中，監(jiān)測系統(tǒng)對其運行狀況進(jìn)行分析決策，通過實時調(diào)整相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能和定值，使保護(hù)裝置能夠與靈活變換的運行工況相適應(yīng)，同時，根據(jù)被保護(hù)對象的電氣量信息，以及相關(guān)聯(lián)的其他節(jié)點運行信息，保護(hù)功能作出決策，判斷故障，并決定保護(hù)動作策略。3、基于智能電網(wǎng)發(fā)展環(huán)境下的繼電保護(hù)新技術(shù)隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，繼電保護(hù)作為電網(wǎng)支撐技術(shù)的主要系統(tǒng)之一，也發(fā)生了深刻的變革，可再生能源并網(wǎng)、特高壓交直流輸電及大量電力電子元件應(yīng)用等新的發(fā)展形勢，催生了繼電保護(hù)新技術(shù)

5、發(fā)展。2.1可再生能源并網(wǎng)具有清潔、高效、可再生等特點的新能源的大規(guī)模接入是智能電網(wǎng)發(fā)展的一個突出特征，其中風(fēng)電、光伏、新型儲能是最具代表性的幾種能源，應(yīng)用較為廣泛，且前景較好。但是從現(xiàn)階段新能源的應(yīng)用狀況來看，仍然在電能質(zhì)量、電網(wǎng)運行、故障電流等方面存在一定的問題，這主要是由于來源不穩(wěn)定、并網(wǎng)技術(shù)不成熟等原因引起的。我們以風(fēng)電為例，將其接入電網(wǎng)后可能會出現(xiàn)保護(hù)誤動或者電流保護(hù)ii段拒動問題的出現(xiàn)，這主要是由于風(fēng)電接入電網(wǎng)系統(tǒng)之后，會對電網(wǎng)的電流產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為兩個現(xiàn)象，一是，給接入點上游帶來分支電流，二是，給接入點下游電流保護(hù)帶來助增電流，從而導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。除此之外，如果風(fēng)機(jī)接入點

6、相鄰饋線存在故障，那么也有引起保護(hù)反向誤動問題的風(fēng)險。而故障電流產(chǎn)生的規(guī)律以及特點與風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)、接入類型以及控制策略等都有密切的聯(lián)系。 電網(wǎng)的潮流分布和短路電流特征的復(fù)雜性也要求風(fēng)電接入必須要有繼電保護(hù)裝置對其進(jìn)行優(yōu)化，從而使小短路電流產(chǎn)生較大的系統(tǒng)阻抗，增強(qiáng)電流互感器的額定電流，在這種情況下，就要選擇那些有較大變化的電流互感器來為電網(wǎng)提供保護(hù)。2.2超高壓交直流混聯(lián)根據(jù)我國的電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行進(jìn)一步的完善，其中繼電保護(hù)技術(shù)必須要具有更強(qiáng)的分流處理能力。究其原因主要有兩個方面。一是，電網(wǎng)發(fā)生故障時，電網(wǎng)非周期分量會由于電壓等級的升高而變慢，暫態(tài)特性的復(fù)雜性也會增強(qiáng)，同時還會帶來

7、巨大的諧波分量，在這種情況下就要求互感器要具有更強(qiáng)的性能和更好的濾波和直流分量處理，以為電網(wǎng)安全提供保護(hù)。另一方面，高壓交直流混聯(lián)會引起一系列的電容電流問題、交直流互聯(lián)暫態(tài)特性與計算誤差問題以及同桿雙回線路的零序互感和跨線故障問題等，這些都要求繼電保護(hù)設(shè)備必須要進(jìn)行特殊處理。另外，電網(wǎng)暫態(tài)特性日益復(fù)雜，也使內(nèi)部故障與勵磁涌流的區(qū)分更加復(fù)雜，加大了繼電保護(hù)內(nèi)部使用諧波判據(jù)的難度。2.3大量電子元件的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種各樣的電子元件迅速的開發(fā)并投入市場。再加上隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步完善，可控串補(bǔ)、換流器、無功補(bǔ)償器以及潮流控制器等大量電力電子元件開始在智能電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。通過這些元

8、件的應(yīng)用，電能的質(zhì)量得到了有效的提高和改善，同時也有效促進(jìn)了控制策略靈活性的提高，從根本上改變了電網(wǎng)的運行特性。但是，從另一個角度來看，電力電子元件器件的開關(guān)頻率的提高會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)大量的諧波，除此之外，光伏并網(wǎng)以及直流輸電等也與繼電保護(hù)設(shè)備存在協(xié)調(diào)問題。在這種情況下，就要求繼電保護(hù)在設(shè)計額時候必須要對電力電子元件所帶來的諧波影響因素進(jìn)行充分的考慮，以確保智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。結(jié) 語近年來，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、靈活性以及智能化的研究也在逐漸的深入。一直以來，繼電保護(hù)技術(shù)都為促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全有效運行提供了重要的保障，并且隨著新時期智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向也逐漸開始轉(zhuǎn)向保護(hù)、控制、測量、計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及數(shù)據(jù)通信一體化，從而有效促進(jìn)了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益方面的提高，推動了企業(yè)的電網(wǎng)現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。隨著我國電力發(fā)展工作對電氣系統(tǒng)要求的日益提高，在智能電網(wǎng)中，繼電保護(hù)技術(shù)