電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的構(gòu)建

電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的構(gòu)建電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)的構(gòu)建

引言

智能電網(wǎng)是通過(guò)采用現(xiàn)代化的傳感和測(cè)量技術(shù)實(shí)施變電站數(shù)據(jù)的數(shù)字化傳輸，并采用現(xiàn)代化的通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于繼電愛(ài)護(hù)、工作的新興的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)相對(duì)與傳統(tǒng)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有實(shí)時(shí)、在線和連續(xù)的平安評(píng)估和分析能力，強(qiáng)大的預(yù)警和預(yù)防控制能力，以及自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。具有可靠性、實(shí)用性、環(huán)保節(jié)能等特征，能夠有效地提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率。

1智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型

傳統(tǒng)電網(wǎng)中，典型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、環(huán)型、星型線路，等效模型。這些均為線型模型，運(yùn)行方式相比照較單一，每一個(gè)電源點(diǎn)的潮流流向是單向的，因而能方便地利用電流愛(ài)護(hù)、距離愛(ài)護(hù)實(shí)現(xiàn)，這是目前業(yè)界所熟知的。智能電網(wǎng)中，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使每個(gè)點(diǎn)即可能是電源點(diǎn)又是最終的用戶點(diǎn)，因此線路潮流的流向是雙向的；另外分布式電源作為網(wǎng)狀電網(wǎng)的一個(gè)點(diǎn)，也可能會(huì)從系統(tǒng)中解列出來(lái)，形成微網(wǎng)獨(dú)自運(yùn)行，等效模型。這種電網(wǎng)的運(yùn)行方式是不確定和易變的，從而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行阻抗的千變?nèi)f化，最終導(dǎo)致傳統(tǒng)的過(guò)流愛(ài)護(hù)、距離愛(ài)護(hù)定值無(wú)法整定，愛(ài)護(hù)不能獨(dú)自使用。基于此必須考慮新的愛(ài)護(hù)計(jì)劃，使它不受電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的影響。

2繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)與時(shí)代的蓬勃開(kāi)展，社會(huì)各界對(duì)電力需求越來(lái)越大，電力供給開(kāi)始出現(xiàn)緊張的局面，近年來(lái)，局部地區(qū)多次發(fā)生供電危機(jī)，只能被迫限電、停電，以便緩解電力供給緊張的情況，因此，提高了對(duì)電力系統(tǒng)的要求。為保證電力系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行，只能通過(guò)有效的平安維護(hù)技術(shù)，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，繼電愛(ài)護(hù)作為一種維護(hù)電力系統(tǒng)平安的有效伎倆，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，繼電愛(ài)護(hù)可快速對(duì)其作出反饋與處理，自動(dòng)將故障設(shè)施切除，及時(shí)輸送警報(bào)信號(hào)至電力監(jiān)控中心，維護(hù)人員就可立即解除故障，從而能夠保證電力系統(tǒng)的平安、穩(wěn)定，將對(duì)電力設(shè)施的損失降至最低，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的平安供電，有助于維護(hù)、改良繼電愛(ài)護(hù)裝置的性能，使整體電力系統(tǒng)運(yùn)行水平得到提高。全面建設(shè)智能電網(wǎng)，其實(shí)就是推進(jìn)電力系統(tǒng)繼電愛(ài)護(hù)的開(kāi)展與研究，在智能電網(wǎng)中繼電愛(ài)護(hù)應(yīng)用水平越來(lái)越高，研究繼電愛(ài)護(hù)的應(yīng)用技術(shù)，包括了信息、網(wǎng)絡(luò)、控制、電子等多綜合技術(shù)的開(kāi)展，運(yùn)用多種技術(shù)的創(chuàng)新與融合，促進(jìn)繼電愛(ài)護(hù)系統(tǒng)的大力開(kāi)展。在智能電網(wǎng)中繼電愛(ài)護(hù)系統(tǒng)還需考慮更多問(wèn)題，下面從繼電愛(ài)護(hù)原理出發(fā)，提出繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)的運(yùn)用。對(duì)繼電愛(ài)護(hù)的運(yùn)行辦法與方向進(jìn)行研究，對(duì)電流愛(ài)護(hù)、距離愛(ài)護(hù)的原理作出及時(shí)的調(diào)整，從而保證定值的靈活性、適應(yīng)性。繼電愛(ài)護(hù)裝置的定值、愛(ài)護(hù)功能、范圍，應(yīng)結(jié)合對(duì)應(yīng)運(yùn)行辦法的改變及時(shí)調(diào)整，與實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行信息聯(lián)系在一起，實(shí)時(shí)修正愛(ài)護(hù)定值。智能電網(wǎng)主要是由電網(wǎng)中的傳感器收集實(shí)時(shí)信息，示例輸電線路容量、溫度等內(nèi)容，對(duì)運(yùn)行中輸出、輸入電流或電壓功率進(jìn)行調(diào)整，使其發(fā)揮出最正確效用。假設(shè)在電網(wǎng)運(yùn)行中，對(duì)輸電線路的愛(ài)護(hù)定值進(jìn)行調(diào)整，還需再次適應(yīng)容量、溫度的變化，所帶來(lái)的一系列影響。智能電網(wǎng)逐漸數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化開(kāi)展，繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)隨之得到進(jìn)步與改善，智能電網(wǎng)開(kāi)展歷程經(jīng)過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺產(chǎn)算法、含糊邏輯、人工智能技術(shù)等多個(gè)階段，在實(shí)際的運(yùn)行中采用人工智能技術(shù)，有助于處理更多復(fù)雜的非線性問(wèn)題，進(jìn)一步推動(dòng)繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)的進(jìn)步與開(kāi)展。智能電網(wǎng)繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)中的自適應(yīng)控制是指隨著電力系統(tǒng)的運(yùn)行、故障等狀態(tài)的變化，作出實(shí)時(shí)的愛(ài)護(hù)技術(shù)，示例特性、定值、性能等內(nèi)容的調(diào)整，自適應(yīng)控制技術(shù)屬于一種新的繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)，可促進(jìn)繼電愛(ài)護(hù)系統(tǒng)快速適應(yīng)和調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)出現(xiàn)的各種變化。

3智能電網(wǎng)下繼電愛(ài)護(hù)技術(shù)的構(gòu)建

在實(shí)際的繼電愛(ài)護(hù)的應(yīng)用中，由于整個(gè)系統(tǒng)規(guī)模比擬大，如果對(duì)整個(gè)系統(tǒng)采取集中愛(ài)護(hù)的控制方式，必然會(huì)限制數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，獲得大量需要處理的數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，等系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理完畢時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)處于崩潰的狀態(tài)：另一方面，集中愛(ài)護(hù)控制對(duì)于不同節(jié)點(diǎn)之間愛(ài)護(hù)的協(xié)調(diào)性以及維護(hù)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。因此對(duì)繼電愛(ài)護(hù)區(qū)域結(jié)構(gòu)的最終確定需要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，全面地將繼電愛(ài)護(hù)與智能電網(wǎng)產(chǎn)生的新技術(shù)結(jié)合在一起，從而使繼電愛(ài)護(hù)平安、穩(wěn)定地應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng)愛(ài)護(hù)中。繼電愛(ài)護(hù)結(jié)構(gòu)確實(shí)定，需要整合與智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的下列幾個(gè)方面：

3.1實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性

在電網(wǎng)運(yùn)行初期主要是依靠二次電纜將不同互感器的二次模擬電氣量接入繼電愛(ài)護(hù)系統(tǒng)，然后利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，得到的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，但是這種辦法將愛(ài)護(hù)的裝置限制在少數(shù)幾個(gè)，如果對(duì)電網(wǎng)中接入大量的愛(ài)護(hù)裝置，數(shù)據(jù)將失去實(shí)時(shí)性的特性。因此，對(duì)于大量的繼電愛(ài)護(hù)裝置，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性將是一個(gè)技術(shù)瓶頸問(wèn)題。為了控制數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同傳感器之間的信息的同步交互，應(yīng)該形成一個(gè)系統(tǒng)時(shí)間規(guī)范，采用精確的對(duì)時(shí)技術(shù)來(lái)到達(dá)愛(ài)護(hù)裝置以及數(shù)據(jù)采集裝置之間的時(shí)間同步問(wèn)題。傳統(tǒng)的繼電愛(ài)護(hù)主要基于GPS時(shí)間信號(hào)為系統(tǒng)參考規(guī)范，通過(guò)脈沖、編碼以及串口等方式實(shí)現(xiàn)高精度的對(duì)時(shí)?；贗EEE1588的時(shí)間同步協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)同步要求比擬嚴(yán)格，因此對(duì)IEEE1588應(yīng)用在廣域愛(ài)護(hù)中的研究將有利于實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同的繼電愛(ài)護(hù)之間數(shù)據(jù)同步，筆者倡議可以結(jié)合IEEE1558技術(shù)的原理，對(duì)數(shù)據(jù)同步與系統(tǒng)時(shí)鐘誤差之間的關(guān)系進(jìn)行挖掘，進(jìn)而推導(dǎo)出該協(xié)議所采取的同步算法，通過(guò)提取模型中對(duì)應(yīng)的變量就可以發(fā)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)同步造成影響的因素，對(duì)這些因素進(jìn)行控制，最終數(shù)據(jù)同步的問(wèn)題就變?yōu)榍蠼庀到y(tǒng)最優(yōu)解的問(wèn)題。

3.2調(diào)整后備愛(ài)護(hù)建模參數(shù)

對(duì)于主愛(ài)護(hù)以及開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的問(wèn)題，可以采取控制變量的辦法，結(jié)合現(xiàn)有的后備愛(ài)護(hù)的配置情況以及區(qū)域數(shù)據(jù)采集信息進(jìn)行綜合分析，研究不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的后備愛(ài)護(hù)的配置計(jì)劃，計(jì)劃應(yīng)該體現(xiàn)智能的特點(diǎn)，能對(duì)出現(xiàn)故障的區(qū)域快速自動(dòng)的隔離，從而開(kāi)發(fā)更加可靠與嚴(yán)密的系統(tǒng)，具體可以進(jìn)行如下研究并做相應(yīng)調(diào)整，傳統(tǒng)的對(duì)電網(wǎng)異常主要參考值為電流以及電壓的正負(fù)序斷線情況，僅僅依靠這些可能會(huì)導(dǎo)致誤判或者漏判?？梢詫⑴袚?jù)信息擴(kuò)展到與智能電網(wǎng)相關(guān)的示例通信以及計(jì)算機(jī)技術(shù)采集的數(shù)據(jù)信息中，基于智能電網(wǎng)下新合成的信息電氣量的范圍更為廣泛，而且也涵蓋了電網(wǎng)傳輸過(guò)程中或者相互整合過(guò)程中異常的數(shù)據(jù)，應(yīng)該對(duì)這些數(shù)據(jù)建立相關(guān)的分類(lèi)器模型來(lái)重新判定系統(tǒng)異常與否。

3.3結(jié)合傳統(tǒng)繼電愛(ài)護(hù)

智能電網(wǎng)的繼電愛(ài)護(hù)是在傳統(tǒng)電網(wǎng)上擬合而成的，因此在構(gòu)建的過(guò)程中顯然會(huì)波及數(shù)字化的電子愛(ài)護(hù)以及傳統(tǒng)微機(jī)愛(ài)護(hù)的協(xié)調(diào)的情況，所以在擬合過(guò)程中應(yīng)該思考不同類(lèi)型繼電愛(ài)護(hù)相互之間的可操作性。可以采取差動(dòng)愛(ài)護(hù)的原理，在線路的一端采用傳統(tǒng)的電磁式電流互感器，而對(duì)應(yīng)的另一端那么采取智能電子互感模式來(lái)防止愛(ài)護(hù)誤動(dòng)或者單端飽和的問(wèn)題，對(duì)應(yīng)的基于不同類(lèi)型的傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的模型