智能电网中的继电保护技术分析

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年28卷7期   作者:胡磊
[导读] 从我国电力系统继电保护技术的整个发展过程看,继电保护技术经历了电磁型
        摘要:从我国电力系统继电保护技术的整个发展过程看,继电保护技术经历了电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型保护四个发展阶段。随着智能电网的出现,继电保护技术在新技术的引领下将向着计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化的方向发展。随着电气系统在工作进程中的要求,继电保护在智能电网中的应用开始走向现代化的发展道路。
        关键词:继电保护技术;智能电网;电力系统;应用
一、引言
        智能电网主要是合理运用现代化的传感技术和测量技术,从而实现变电站数据信息的数字化传输,然后结合现代化的通讯技术以及计算机技术于一体的继电保护、工作的一种新型电网。智能电网与传统电网大不相同,其具有实时、在线、连续的安全评估以及能力分析,预警和预防的控制能力、系统自我恢复等诸多能力。同时,具备可靠性、实用性以及环保节能等优势特点,大大提升电力系统实际运作的效率。
二、继电保护技术在智能电网中的重要性
        目前,我国经济发展正处于转型阶段,并且在转型过程中对于电力能源的需求量相对比较大,从而致使供电企业面临巨大的压力和困难挑战,特别是一些人口比较密集的城市,正面临着严重的供电危机,为了有效解决这些问题,供电企业需要结合自身和当地的实际情况,制定科学合理的解决方案。例如,采用科学合理的停电以及限制用电等措施,同时,还要对智能电网的建设和维护力度加强重视,在这样形势背景下,继电保护就显得尤为重要。在智能电网中合理运用继电保护技术,不仅保证电网系统正常运转,同时还可以自动切除发生故障的设备,并发出故障相应的警报,促使工作人员及时做出反应,并运用合理的解决措施进行处理,尽快恢复供电,从而将企业的经济效益损失降到最低。
三、我国智能电网现阶段的发展状况
        随着智能化技术的飞速发展,促使其在社会各个领域内得到广泛运用,尤其是在工业以及基建设施领域等运用智能化技术,并取得卓越的成就。通过建设完成之后,智能化水平得到有效的提升,而电力网络系统的智能化成为现阶段以及日后电网建设与改造的基本前提。由于智能电网建设涉及范围相对比较广,并且对专业技术要求非常高,耗费巨大,从而致使其成为整个行业领域的瞩目。智能电网具有广阔的市场发展空间,尤其是西方一些发达国家,早已开始抢占智能电网的市场。例如,美国不断推动智能电网发展,进而促使国内经济得到相应的增长,而欧盟也针对电网制定相应的规划和制度,并且在未来发展的道路上,能够建立一套完善且适用各国的智能电网,以此满足于供电的实际需求,促使各国经济得到相应的发展。
        在智能电网系统建设和运行中,需结合对监控系统以及关键节点运行情况的分析,来调整继电保护系统的保护定值以及系统运行的功能,从而使保护系统满足不同状态的需要。另外,变电站数字化与信息化技术在不断发展,实现了大范围应用。由于互感器元件不断更新和发展,继电保护装置采样、逻辑和执行功能也必须要顺应环境的变化,继电保护和相关技术需不断地革新和完善。不仅如此,在工作中,工作人员的工作能力、设备的可靠性以及安全性也成为了当前应高度关注的主要内容。
四、继电保护技术在智能电网中的应用
        高智能化电网的出现,意味着在电力系统领域继电保护的研究和发展不可忽视。在智能电网建设中,继电保护的应用过程越来越难以掌握,在研究过程中,继电保护的应用技术越发囊括了信息技术、网络技术、电子技术、控制技术等多专业技术的优势,通过技术的相互融合和发展创新,我国继电保护装置得到了很好地发展。当继电保护应用于智能电网时,我们需要考虑多个问题,从原理上实现继电保护技术在智能电网中的应用。
        (1)继电保护的多元化。

为了充分保证继电保护装置的效益,提高继电保护装置的质量,在继电保护装置发展中,要全面结合智能电网应用实际,同时还要准确把握智能性与功能性的结合点,从而促进继电保护的多元化发展,推动继电保护的创新和优化。继电保护一方面需具备传统的功能,另一方面还要利用其灵活的优势,监督和调控输电效率以及双向传输指标,有效降低能源消耗,增大经济效益。
        (2)继电保护的数字化、智慧化。智能电网当中涵盖了不同类型的数字技术,这也意味着继电保护数字化也成为了继电保护发展的主要趋势。数字化传感器发展水平不断提高,一方面优化了网络信息传输的功能,另一方面也在一定程度上减少了传统传感器应用中的诸多不足,进而有效维护了传感器的稳定性和科学性。在传感器升级时,传感器中的辅助功能也会较以往更加完善。不仅如此,数字化也可将大数据技术融入到继电保护当中。受大数据的支持,继电保护装置能够采集不同类型的正常和故障信息,从而使继电保护的性能具有较强的逻辑性和智慧性特征。保护装置的定值、保护范围、保护功能要根据运行方式的变化做相应的调整,综合电网中的所有信息对保护定值进行实时修正。
        (3)智能电网是通过散布在电网中的传感器获得最及时的信息监控输电线路的温度和容量,合理调整功率使其接近运营极限。在这过程中必须调整输电线路的负荷保护定值,从而适应温度和容量变化带来的影响。
        (4)智能电网信息化和数字化的特点推动着继电保护技术不断发展,近年来,智能电网随着遗产算法、神经网络、模糊逻辑以及进化规划等人工智能技术的出现,也被广泛运用到继电保护的应用领域。智能电网继电保护系统在实际工作中运用人工智能技术,解决了很多复杂的非线性问题,推动着继电保护技术向着更高层次的方向发展。
        (5)智能电网继电保护系统的自适应控制技术主要是根据电力系统的运行方式和电气故障状态的变化实行改变保护特性、性能以及定值等内容的技术。自适应继电保护作为一种新型的继电保护技术,它的应用让继电保护技术在很短的时间里适应了电力系统的各项变化,不仅增强了智能电网继电保护的可靠性,改善了系统的保护作用,同时也提高了经济效益。
五、智能电网与传统电网继电保护的区别
        传统电网继电保护中电源点的潮流流向通常是朝着同一个方向发展的,它在保护输入过程中通常针对的是本侧电气量,特别是三相电流和三相电压的判别保护需求。通过对实际情况的分析和研究可以知道,传统继电保护的电气判别量基本上是固定不变的,基本上也只需要输入被保护线路对策的电流,保证保护对象的电气量不被影响。
        在智能电网的继电保护中,则需要全面考虑灵活的运行方式、不确定的潮流流向,并要求保护定值具有自适应功能。通过对智能电网继电保护构成的分析,利用传感器对发电,输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,通过对智能电网电源点和电网相连线路的连接实现距离保护和电流保护,确保智能电网中的保护定值能根据继电保护运行方式的变化进行实时调整。
        总之,智能电网是电网未来的发展方向,而继电保护将随着智能电网的发展不断前进,为智能电网的建设提供坚实的技术设备。与此同时,智能电网的发展将推动继电保护技术朝着网络化、计算机化、信息化以及控制、保护、测量和数据通信一体化的方向发展,尽力维护继电保护装置的安全稳定运行,强化继电保护装置在电网故障与电力控制系统中的隔离功能,促使电力系统成为更加安全、更加稳定、更加可靠的保护系统,为我国智能电网的建设垫定基础,进而提升我国的继电保护管理水平。
参考文献
[1]王涛.基于智能电网特性的继电保护技术的应用分析[J].中国新技术新产品,2014(12):87-88.
[2]肖德仁.智能电网背景下继电保护新技术分析[J].当代化工研究,2018(08):126-127.
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