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摘要:在当前智能电网环境之下,随着电力保护技术不断的完善和发展,人们日常生活也因此受到了一定的影响,相信随着其长时间的发展,在未来我们必将会进入到生活、电力智能化和网络化的时代。基于此,本文主要分析了智能电网环境下电力系统保护新技术。
关键词:电力系统;智能电网;保护新技术
引言
智能电网是未来的发展趋势,继电保护装置技术在智能电网中扮演着重要作用,具有复杂度高、灵敏度高的特点,在实际的工作中,由于继电保护装置设计不合理而出现跳闸、失误、失效动作,因此,重点研究继电保护装置的关键技术,从单元件保护技术和广域保护技术两个方面进行分析,提升保护装置的稳定性,设计继电保护装置运行系统方案,为智能电网的安全供电建立科学的屏障。
1继电保护装置
电力系统的整个运行过程都比较复杂,并且需要相关人员有较高的专业操作水平。电力系统所涉及的范围比较大,包括发电系统、输电系统以及配电系统等。电力系统涉及很多环节和细节,并且都有一一对应的控制系统,如果能保证电力系统的稳定运行,那么用户在用电过程中的安全也会有所保障。智能电网中变电站的结构框架采用三层架构,依次是过程层、间隔层和站控层,其中,过程层是具体的连接设备端口,主要是采集开关量以及跳闸等信号,具有高可靠性;间隔层是连接站控层和过程层的桥梁;站控层是对发出的信号进行指令修改以及使用继电保护的整定参数[1]。在变电站的运行过程中,电气故障以及电气接线回路等都严重影响着电网的安全,在遇到威胁时,如果继电保护装置可以快速发出报警信号,同时切断控制断路器的动作,可以大幅降低事故的发生率。继电保护装置输入初始数值,将测量装置采集到的数值与初始数值进行对比,得到逻辑控制指令,驱动继电保护装置进行动作,同时将结果对应输出。
2智能电网环境下继电保护具有的重要作用
相较于其它国家,我国人口基数偏大,并且在近些年人口数量仍旧处于不断上升的状态,因此电力需求也随之得到了显著的提升。为了尽可能的减少相关企业的供电负荷及压力,提高电网工作的质量与效率,对智能电网技术进行研究和开发成为电力企业目前最为迫切的一个任务[2]。但是,指令失效还有设备运行故障等几乎无法在电网运行的过程中完全避免,只能够依靠继电保护技术,来预防上述问题出现,从而最大程度的保证电网实现安全和稳定工作。倘若在电网日常运行的过程中发生了故障,出现故障的设备电源会被继电保护装置切断,并将故障报警信号及时传输至现场管理人员,提示其及时关闭与制定故障的处理措施,以此使电网能够在最短时间内恢复到健康状态。在电力系统内运用继电保护装置和技术,不只是可以让电网的运行效果得到显著提高,而且还可以满足各个用户不同的需求,从而防止由于企业内部设备的运行问题造成不必要的经济损失[3]。
3电力保护新技术在电力系统保护中的实际应用
3.1广域保护技术
该保护技术主要针对中国电网的一个约束子集,通过对电网系统运行中的约束信息进行数据处理和性能评估,并且用户可以在电网指定处理区域内实时收集该子集的电网继电保护相关信息。通过有效地分析研究,您将更加能够迅速找出故障的主要原因,并根据具体故障原因及时采取适当的补救措施。同时,在我国智能电网中,继电保护主要包括两个主要方面,安全自动继电控制和智能继电保护。自动控制主要可以用于及时处理现有电网本身的一些错误,并可以提供用于解决这些错误的许多必要步骤,目的主要是为了确保我们现有的电网继电保护系统能够及时诊断,识别和解决协作复杂的电网错误,从而有效促进这些问题的有效解决,然后从而提高现有继电保护的实际适应性[4]。
3.2单元件保护技术。
在智能电网的环境下,单元件保护技术作为主流的继电保护技术,主要是对直流线路、发电机、变压器进行保护,采用新的继电保护原理[3],通过改造传统的元件,使其适应智能电网的网络环境,满足供电要求。对交直流线路使用单元件继电保护技术,减少了对设备的故障测量,避免了选相不准确的风险,降低了对主保护行波的约束,在多种传感器的共同作用下,很好地解决由于变压器励磁通流识别不充分、匝间短路的问题,及时对故障数据进行分析和统计,精准校验智能电网的运行状况,实现了对保护装置的整定计算,能够对超大容量的机组进行全面保护,提高了设备的实用性,降低了继电保护装置技术的风险,实现了科学全面进行继电保护的目标。
3.3保护系统重构技术
在现代社会中,随着智能电网的飞速发展,对继电保护提出了更高的要求,即继电保护必须具有很强的适应性,并适应电网的变化。同时,它还应具有自我诊断和维修功能,例如,如果继电保护装置的组成部件发生故障,智能电网将自动查找替换零件以进行自动维修和恢复。鉴于这种情况,原始的继电器电气保护系统不具备智能电网的灵活性。
3.4参考量测技术
参考量测技术的主要作用是将系统测量的数据整合为数据信息,并及时的传递到智能电网的各个方位进行使用的过程,是智能电网的主要功能之一。参考量测技术能为继电保护系统及电力技术人员提供大量的数据信息,包括功率因数、电能质量、相位关系、变压器和线路负荷、故障定位、停电确认、设备健康状况、关键元件的温度等数据,为智能电网正常运行服务。同时,智能电网电力系统实现了数字保护功能,可将数据直接植入计算机程序中,在广域管理系统和控制系统进行数据保护,实现电力系统之间的通信,提高了继电保护的安全性和稳定性。
3.5设备技术
智能电网大量使用了多种智能化设备,它们使智能电网正常运行的主要支撑,设备技术主要有电力电子技术、超导技术和大容量储能技术等。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,具有良好的节能效果;超导技术中超导电缆和超导限流器联合使用对电网的电流保护具有重要的意义,超导电缆负责低损耗、高效率传导电能,一般可分为冷绝缘超导电缆和热绝缘超导电缆;超导限流器可实现检测、转换和限流等功能,其应用于智能电网中,正常情况下处于超导状态,几乎无电阻,一旦发生短路故障,超导体失去超导性而产生高电阻,实现限制短路电流。超导限流器具有响应动作快,正常情况下功率损失小,能自动触发和复位,结构简单,集检测、触发、限流于一体,具有较高的可靠性。
结束语
现阶段,虽然智能电网这一概念在电力行业已经广为人知,并且已经在近几年取得了近乎于质的飞跃但是实际上我国该领域的起步时间要稍晚于其它国家尤其是西方的部分发达国家,我国的电力部门于2009年把智能电网系统的建设作为了我国电力企业全新的发展目标,借助顶尖的信息控制和出色的通讯技术,构建一个信息化、自动化以及相互协调的智能电网体系对于我国电力企业的发展有着无可替代的意义。虽然智能化电网的概念和上述存在一定出入,但就其技术的掌握层面来看,两者近乎于一致,总而言之,所谓智能化电网实际上就是借助新型的技术手段来对传统电网企业管理以及服务的形式进行创新和优化。
参考文献
[1]李伟,任志强.智能电网继电保护技术及其应用探究[J].电气时代,2018(12):47-48.
[2]樊晓春,何浩.智能电网背景下继电保护的关键问题及对策[J].电子技术与软件工程,2019(15):212-213.
[3]易妍,张静.智能电网继电保护技术分析[J].中国新技术新产品,2020(12):52-53.
[4]王艳辉.智能电网继电保护技术的分析[J].科学技术创新,2019(36):195-196.