智能电网环境下的继电保护祝正双
发表时间：2019-06-26T11:02:26.427Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：祝正双
[导读] 摘要：继电保护是电力系统安全稳定运行的重要保障，相比于传统电网，智能电网在发展的过程中要想拥有更高的发展质量，进行继电保护方面的工作，对于继电保护灵活性、可靠性水平的提升将会拥有着极大的促进作用，因此探究智能电网环境下的继电保护，对于电力系统安全稳定的运行拥有着十分必要的保障。

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摘要：继电保护是电力系统安全稳定运行的重要保障，相比于传统电网，智能电网在发展的过程中要想拥有更高的发展质量，进行继电保护方面的工作，对于继电保护灵活性、可靠性水平的提升将会拥有着极大的促进作用，因此探究智能电网环境下的继电保护，对于电力系统安全稳定的运行拥有着十分必要的保障。

本文主要对智能电网环境在建设过程中存在的问题，以及智能电网环境下继电保护技术的使用进行了深入的分析，从而通过这种方式，促使我国智能电网环境问题的改善。

关键词：智能电网；继电器保护；可靠性
引言
随着社会经济的发展与科学技术的发展，作为支撑经济发展的电力系统随着智能技术的发展而实现了智能化操作管理。

电力传感测量技术、IEC61850标准的实施等都为智能化电网建设提供了基础。

当前我国正处于智能电网建设的关键时期，提高智能化操作对于提高用户满意度具有积极意义。

继电保护是电力系统的第一道防护，能够及时有效地对电力系统进行监测与保护，因此,基于智能电网建设步伐的加快，推动继电保护技术的创新与发展是当前电力改革建设的重要内容。

1 在智能电网环境下继电保护功能的实现
智能电网利用传感器可以完成发电、输电等设备监控，在此基础上利用网络系统收集监控信息，并将这些信息传递和存储，整合分析，以实现远程动态监测和校正。

因此，智能电网对分布式发电、交互式供电、继电保护提出了更高的要求。

继电保护技术应用于智能电网，可以安全地保护对象。

这个保护装置能够准确地找到故障点，没有人工干预实现故障的自我修复能力，确保连续和完整的电力系统的电力供应。

2 我国智能电网建设中面临的问题分析
2.1难以对智能电网的超特高压环境进行适应
在智能电网环境中，最突出的一点特征就是在智能电网中存在着超/特高压，相比于一般的电压，超/特高压在运行的过程中只有在高质量的继电保护中才能有效运行，如果继电保护在使用的过程中存在着难以适应超/特高压环境方面的问题，就会导致智能电网在运行的过程中出现严重的故障，进而产生分量比较大的谐波，而且非周期分量也会随之受到削弱，继电保护工作的可靠性会逐渐地下降，不利于继电保护工作的持续开展。

同时，在超/特高压环境下，继电保护在进行工作的过程中只有具有超高的可靠性以及安全性，才能保证智能电网的正常运行。

2.2配电网的实际发展滞后
配电网面向用户，需保证供电的质量水平，提升运行效率。

我国所运用的电力供应消费模式是单向，用户以及电网间严重缺乏互动，造成负荷的峰谷有着非常大的差额，存在非常低的用电实际负荷率。

建设智能配用电系统，增强电网和用户之间的双向互动，能有效调动用户的积极性，提升输电的实际效率，降低相关的投资，有效节约社会资源。

很多分布式电源接入，相关配电网需要满足用户的送电能力，单电源模式向着多电源模式转变要适当调整配电保护和控制技术。

2.3新能源电力缺少就地平衡的互补电源
我国总体上缺少与新能源电力互补的可快速调节的电源，如水电站和燃气电站。

新能源电力波动性大、难以稳定输出，如果缺少足够的就地互补电源，则会出现以下问题：已建成的新能源装机无法充分并网，风电弃风现象严重；新能源接入后为了达到电力供需平衡，燃煤机组需要频繁调整出力，运行工况变化大，造成设备老化加快和发电煤耗增加；此外新能源电力并网造成的系统调峰容量下降还会降低电网安全裕度。

因此要尽量实现新能源电力的就地平衡，根据实际条件，应积极探索风、光、水、气、火、储组合的优化互补方案，以减少波动性输出对整个系统的影响。

3智能电网环境下继电保护的主要内容
3.1元件保护
单元件保护的对象包括发电机、变压器以及交直流线路等，主要是对传统元件保护的改良和新原理算法的研究。

在发电机组的保护中要做好内部短路保护工作，尤其是在匝间短路保护工作上要给予足够的重视，并且还要对发电机组的保护设计、灵敏度检测、整定计算等方案进行精确地设计，进而满足匹配发电机组承压力、反时限过流、过激磁等后期保护判断上的需求，保证定转子一点接地保护的可靠度。

在变压器保护方面，励磁涌流识别仍然是关注的焦点，因励磁涌流所存在的非线性、随机性、混淆性以及多样性特征，使得目前解决方案并非完美无缺，变压器内部故障分析计算和保护新原理仍是研究的重点。

在交流线路的保护上，要做好保护原理、保护方法的进一步改进。

这是因为在智能电网的实际运行过程中，高阻接地会受到距离保护功能的影响，当电网系统因振荡而发生短路问题时，不仅无法发挥保护职能，进而造成较大的故障测距误差。

在直流线路保护方面，作为主保护的行波保护应用时仍然存在着受故障产生行波信号的不确定性、采样率限制以及过渡电阻影响等问题的制约。

3.2广域保护
目前，在实际广域保护中，我们可将其后备系统分为：广域集中式、IED分布式、站域集中与区域分布相配合，3种模式。

其中，广域集中式其基本单元是被保护的电气设备，采用直接方法对电网内的全部信息进行整合，判断电网所发生的故障；IED分布式则是通过IED元件，将其分布在被保护设备之内后进行相关信息数据的采集，最终实现继电保护功能。

4继电保护面临的挑战和机遇
在智能电网快速发展的新形势下，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，也同时面临着挑战和机遇。

4.1继电器保护面临的挑战
大电网对继电保护提出了高要求。

在智能电网中，大电网的超/特高压互联非常重要，严重影响继电保护。

特高压电网故障时谐波分量
大，非周期分量衰减缓慢，暂态过程明显，影响保护动作的可靠性和快速性；电流、电压互感器在暂态下的传变特性更差，故障状态转换时容易造成保护误动作。

超/特高压长线路分布电容对电流差动保护和按集中参数模型构成的保护产生不利影响。

继电保护需要和电网的控制策略相协调配合。

FACTS元件的大量应用、直流输电工程投入运行，以及规模化风电场、光伏电站的并网运行使得电网的继电保护必须与这些设备或元件的控制策略进行协调和配合。

运行方式所具有的多变性以及网络拓扑在一定程度上导致定值配合式的保护失去了生存环境。

目前以光纤差动为代表的主保护已臻于完善，然而受电网运行方式和网络拓扑影响的传统后备保护却面临很多困难。

为保证其可靠性，不得不按照最严酷的情况进行配置和整定，为了保证其选择性，不能不牺牲后备保护的快速性和灵敏性。

4.2智能电网建设给继电保护带来机遇
智能电网的实际发展为新型的继电保护研究提供良好的平台。

在信息的采集方面，我国很早就构建了实时动态监测系统，已经存在非常多的相应系统。

除此之外，智能电网中的信息平台有很多的信息系统，如局监测、雷电监测以及覆冰监测等。

结语
总之在全面构建智能电网建设的新常态时期下，继电保护是促进智能电网发展的基础，是维护电力系统安全稳定运行的关键，因此,要立足于智能电网建设视角提高继电保护技术，促进我国智能电网建设发展，实现电力行业供给侧结构性改革。

参考文献
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[2]李思明,王宇翔.智能电网环境下继电保护面临的问题分析[J].科技风,2018(31):161.
[3]李苏.试论智能电网环境下的继电保护研究[J].科技与创新,2018(18):59-60+63.
[4]杨星.智能电网环境下的继电保护[J].科技风,2018(17):192.。