罗时信
宿迁市天虹电力设计院有限公司 江苏宿迁 223800
摘要：随着市场经济的发展，各个行业对电能的需求量越来越大，资源的匮乏与需求量增加的矛盾越来也突出。为了缓解能源危机，保护自然环境，国家电力部门开始主张使用清洁能源，大力推广智能电网的建设。一方面是减少不可再生能源的使用，降低对生态环境的破坏，另一方面是提升电力系统的智能水平，提升输配电的可靠性，进而实现我国电力事业的可持续发展。电网能否安全、可靠的运行，继电保护系统起到了非常大的的作用，而在智能电网发展中，继电保护更加不可缺少。考虑到这个关系，本文简单叙述了在智能电网发展的背景下，继电保护将会遇到的问题，以及未来发展的方向，从而保证电力系统可以的持续稳定安全的发展。
关键词：智能电网；继电保护；遇到的问题；发展的方向
引言
建设智能电网已经成为一种必然选择。尤其是我国在电力供应上具有明显的季节性特和地域性特征，用电高峰时期系统长时间承受过大载荷，容易发生事故，造成重大经济损失，甚至会对工作人员生命安全造成威胁。在大力建设智能电网的背景下，如何发展先进的继电保护技术已经成为所有电力企业共同需要思考的问题。
为了保证智能电网安全性和稳定性，继电保护作为智能电力系统中不可缺少的技术，它以其特有的作用得到广泛应用，从而保证电网安全、稳定、持续运行。2009年，我们国家开始进行智能电网建设，在智能电网建设中，改善那时用电紧缺的问题，同时优化特高压等级线路网架结构，为后续的发展创造了许多可能。随着智能电网发展的深入，智能电网电网要实现电网自动化和信息化，而如何电网的自动化和信息化，就对继电保护系统提出了新的要求。面对这些新的挑战，继电保护系统需要进行新一步创新和变革。
1.智能电网含义及特征
智能电网就是将传统的物理电网实现智能化，它将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术应用到传统的电网中，对传统的物理电网中发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的信号进行采集、分析、上传、远程控制，形成新型电网。实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
2.继电保护技术概述
智能电网系统的发展离不开继电保护技术，继电保护技术能够保证电力系统的安全性和稳定性。由于智能电网的组成非常复杂，其包含了多个学科的理论与技术，运行过程中会受到很多因素的影响，这就需要感应装置、检测装置等共同发挥作用，识别环境中的不稳定因素，并及时采取保护措施，具体要做到以下几点：首先，如果输配电过程中发生短路一类故障，要在最短时间内识别并采取保护措施，避免设备被损坏；其次，准确判断位置，避免连锁反应，在保证安全的前提下尽量减小停电范围，避免由于大面积停电造成巨大经济损失；最后，需要根据判断结果制定并执行相应的恢复措施，恢复电力系统的运行。
3.继电保护的组成
继电保护由三个部分组成，分别是测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分和执行部分。
3.1测量比较部分就是通过传感技术对电网中的电气元件的电量、非电量进行数据采集的，并将这些采集来的书记与之前给定的数值进行比较，如果数据值不超过给定的数据值就给出“是”逻辑信号，如果数据值超过给定的数据值就给出“非”逻辑信号，根据这些逻辑信号判断保护装置是否应该启动。
3.2逻辑部分使保护装置根据之前测量比较部分给出的逻辑信号关系判定是否发生故障，如果发生故障，那么再确定故障的类型和范围，最后确定是否应该跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行元器件。
3.3执行输出部分根据逻辑传过来的命令，通过跳闸线圈指示断路器跳闸，再通过时间继电器来确定跳闸的时间等，最后完成继电保护装置的任务。
4.继电保护的基本要求
对在技术上，继电保护装置应满足四个基本要求：可靠性、选择性、灵敏性和速动性，即保护四性，这四性是紧密联系，既有矛盾，统一不可分。
4.1动作选择性指首先由电力系统发生故障时，保护装置仅将发生故障设备或线路本身切除，而没有发生故障设备或线路本身仍保持正常运行，从而缩小停电的范围。就是故障点在区内就发生动作，如果在区外就不动作，当故障设备或线路本身的主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。
4.2动作速动性指如果发生故障时，继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。
4.3动作灵敏性指电气设备或线路在被保护范围发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。能满足灵敏性要求的继电保护，在规定的范围故障时，不论短路点的位置和短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能正确反应动作，保护装置的灵敏性是用灵敏系数来衡量。
4.4动作可靠性包括安全性和信赖性，指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，即不拒动，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作，即不发生误动。
5.智能电网背景下的继电保护遇到的问题
随着经济的快速发展，用电需求量越来越大，用电设备种类也变得多样化，电网结构进一步优化和完善，具体如下：①、交直流超/特高压输电技术的应用。根据国家电网公司公布，目前我国已建成11条特高压直流输电线路，13条特高压交流输电电路。②可再生能源规模化接入电网，包括：太阳能发电，核电，风力发电，水力发电，火力发电。③电力电子设备的大量应用，直流输电、新能源发电等逆变型电源接入以及统一潮流控制器（UPFC）、可控串联电容补偿（TCSC）、SVC等设备大量的应用。伴随着智能电网的快速发展使配电网形态发生深刻变更。伴随着分布式电源、电动汽车、分散式储能设备的规模化接入，配电网的供电模式发生根本性变化，传统单电源辐射供电模式将逐步转变为多电源环网供电模式；智能调度和自愈控制技术的广泛应用使配电房网络拓扑变为成为常态。
复杂大电网的发展，继电保护的定值配合式保护从本质上受到了巨大的冲击，保护的选择性和灵敏性之间的矛盾更加不可调和。
6.智能电网背景下的继电保护未来发展的方向
（一）基于故障关联信息的新型保护系统
在现实使用中，继电保护采用定值保护，一条线路上会设很多继电保护，保护定值会设的很相近，当发生故障时，保护仅利用本地电气量的信息进行动作。时常会发生下级保护拒动，上级误动的局面，造成大范围停电。如果利用故障关联信息，形成继电保护及故障信息系统，它能在系统运行和故障时，通过对各种智能装置进行信息采集和处理。这些经过处理过的信息，可以为调度端提供监视、控制、管理站内的智能装置（主要为继电保护装置和录波器等），以提供电网智能装置的信息化水平。
（二）继电保护功能的拓展
保护装置是根据实时监测被保护设备的状态，并对设备及系统运行情况进行风险评估，在此基础上“预调整”保护策略、动作判据和保护定值，使保护配置更加合理。同时使继电保护与切负荷控制协调配合，分析过负荷成因，精准、快速切除过负荷线路，防止连锁跳闸，缩短停电范围。
（三）继电保护与安全控制的信息融合
建立继电保护与安全控制的信息融合机制，继电保护由原先的仅传递跳闸信息的“事件驱动”模式向传递故障位置、故障类型、故障尺寸时间等故障全景信息的“信息驱动”模式转变，为后续稳定控制提供更加精准的依据。
结语
电力行业关系国家能源安全和国民经济命脉，继电保护作为保障智能电网正常运行的重要防线，一定要紧跟智能电网发展的脚步，不断的探索、创新、改进，在智能电网背景下的继电保护仍然需要继续努力发展。
参考文献：
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