摘要:随着电网行业向着工业3.0时代推进,电网技术产生了质的飞跃,对人类社会的发展起到了相当大的促进作用。而智能化继电保护技术的进步,也使得人们的用电变得更加安心,因此,两者间的发展是相辅相成的。基于此,本文将重点介绍智能电网继电保护中的关键技术,并就各个技术在电网中的应用进行了论述。最后总结了智能电网继电保护技术的应用对电网行业的重要作用与推动意义。
关键词:电力系统;智能电网;继电保护
随着人类社会的不断发展,对于电能的需求呈指数型增长。电网行业需要不断的提高装机容量才能满足社会的需求。但是与之而来的是,如何在保证高输出功率下,也能保持电力系统的稳定运行,提高人们的用电持续性,用电满意率。虽然我国当前的继电保护技术的发展取得了相当大的进步,但是无论保护性能多优越,也难以减少电网运行故障的发生。随着近些年来智能化技术的不断发展,继电保护技术将向着自动化的方向发展,有助于将保护功能与检测功能有机的融合,届时,继电保护技术将迈向新的发展台阶,极大的提升人们用电的连续性,有效减少用电故障的发生。
一、电力系统中智能电网新的继电保护技术
(一)保护系统重构技术
应用优势:1.具备故障自动诊断功能。系统能够定时,定期对继电保护系统内部元件的运行状态进行监测。结合实时检测的运行数据,能够高效的识别出系统内部潜在的安全隐患及存在的故障,同时能自动输出检测结论,提示维修人员及时进行检修。
2.系统适应性较强
在重组继电保护系统或在线配置系统时,系统能够快速的适应新的运行环境,且运行的效率不受影响。
3.系统具有重构功能
在更新继电保护系统后,保护系统能够自动的监测新系统内部的运行环境,自动的调整部分指令,以适应电网结构的变化[1]。
4.系统具有自愈功能
在继电保护装置或保护元件失效时,系统能够自动寻找与之匹配的元件,继续执行相应的功能,同时能及时的向维修人员发出指令,提示其尽快更换新的部件。
上述四大方面均是智能保护系统重构技术相较于传统继电保护技术所不具备的优势,整套系统兼具灵活性与可靠性,必将是未来继电保护技术重要的发展方向之一。
(二)广域保护技术
以往的继电保护技术的针对性较强,只针对特定线路或继电设备进行保护,同时后续施加的保护技术也往往存在着保护效果不显著的现象。传统的继电保护系统几乎毫无智能性可言。
随着电网规模的持续性扩大,传统的继电保护技术早已不适应时代的发展需求,继电保护整定配合将难度更高。针对当今的现状,相关学者提出了广域保护技术理念,即将一个子域作为处理、诊断、分析电网事故或故障的元素,位于子域外的元素,则需以同样的工作模式采集,分析与整合数据[2]。广域保护系统中心处理单元通过收集各个元素内的数据,将全部数据进行自适应性与判断性分析,最终达到精准定位故障发生位点的目的。
根据上述分析数据,系统将执行相应的决策功能,或进行故障的自修复,或停止某一故障子域的工作,转入隔离事故部件处理程序等。通过多条途径的故障处理,能够达到保护子域的目的,最终使得整个电网系统更加坚强。
2016年,南方电网建设的20千伏配电网首次实现合环运行,标志着我国首个广域配电网的应用。经试验,其供电可靠率高达99.999%以上,客户年停电时间仅在300s以内,这项技术的发展,在国内外都是一流的。
而2020年,广域保护技术的发展与物联网技术的融合使得继电保护技术更加智能。以当前发展的窄带物联网技术为依托,能够为为电网广域采集、精确感知,提供技术支撑。窄带物联网主要的特点是覆盖范围广、聚焦低功耗,主要连接各种传感工具。能够自动实现快速隔离故障、自动恢复供电,可大大缩短故障抢修时间,是未来继电保护技术的发展前沿。
(三)微机继电保护技术
1.有助于提高继电保护动作的可靠性。计算机技术的应用使其具有很强的记忆力,因此可以更好地实现故障的分量保护。
2.计算机技术的引入,有助于更加深入的探索自动控制,人工神经网络,状态预测及模糊控制等功能。能够通过对数据进行实时的监测实现后续工作状态的预测。
3.能够更方便的开发出其他辅助功能,例如可以对故障点处的电流波形进行分析,利用故障所传递出的信息,实现故障测距,故障录波、自动重合闸等功能。
4.使用更加便捷,系统方便调试。经过精心设计的人机交互界面,较为全面的功能,以及多样化的数据监测,使得维修人员可以快速的对故障进行定位,从而有效的缩短维修实践。同时根据运行经验,可根据监测数据输出对继电保护系统进行一定的优化。
5.可进行远程监控,提高运行控制的可靠性。由于微机保护装置时刻与通信系统相连,因此,能够使微机保护系统具备远程监控的特性,从而更好的保证继电保护系统运行的稳定性[3]。
(四)多学科融合的相关继电保护技术
随着电子,光学,化学,计算机科学等多学科技术的不断发展,相关的时间与数据同步技术,新型电子传感器技术,智能技术等与电网技术间的有机融合,使电力系统技术的发展将变得越来越先进。例如当前行业前沿的高级智能化电网部件、静止同步补偿器、电压电流逆变器、统一潮流逆变器、动态开关、静态开关、静止无偿补偿装置、自愈式电容器、智能同用变压器、混合电网系统等相关零部件,技术的应用,使得当前的电网配电技术,安全性能,可靠性能均有了同步的提升,继电保护新的发展方向也将变得更趋向于多元化。
结束语:
总而言之,不论从继电保护的观念,或是目标与要求,都随着智能化技术的应用产生了重大变化。继电保护的预保护功能的应用,能够有效将安全隐患扼杀在源头;输电线路的过负荷保护能减少重大用电事故的发生率,这一系列的进步都将极大的满足未来的用电需求,使得电网的运营变得更加智能化[4]。
参考文献:
[1]董晓钦.对智能电网建设中的继电保护技术应用研究[J].工程技术:文摘版:00317-00317.
[2]于希斌.智能电网中继电保护技术的应用探究讨论[J].区域治理,2018, 000(016):218.
[3]王梓.电力系统中智能电网继电保护技术的分析[J].山东工业技术 2016, 000(024):166.
[4]何坤.浅析智能电网继电保护技术[C]// 第三届世纪之星创新教育论坛论文集. 2016.