摘要：近些年来，随着我国经济的快速发展，现代化智能电网俨然取替了传统电网，并为我国的电力系统做出了更为巨大的贡献。而继电保护作为确保智能电网可靠运行的关键，亦成为当前电力系统关注的焦点。尤其是在智能电网环境下对继电保护工作提出了全新的要求与调整。所以，如何做好智能电网环境下的继电保护具有十分重要的现实意义。本文对智能电网环境下的继电保护进行分析，以供参考。
关键词：智能电网；继电保护；发展
1智能电网的背景
我国的国土十分广阔，蕴含着大量的煤气、石油等资源。虽然资源产量丰富，但是资源的分布却特别不均匀。不仅资源分布不均匀，资源的多少与生产力的水平高低也不一致。为了改善这一状况，充分利用我国的丰富资源和生产力，国家在20世纪末开始进行智能电网的研究。智能电网主要是利用西部的各种资源，通过煤电、水电、核电的方式输送点能到东部地区，让东部地区的发达生产力得到发挥。智能电网沟通了我国的西部和东部，让我国的丰富资源和发达生产力都得到了有效地利用，从而促进了经济发展。我国学者通过国外对智能电网的研究经验，制定了结合我国实际情况的智能电网发展方案。目前我国对智能电网的研究已经有了初步的效果，对智能电网的概念和意义也有了自己独特的看法。我国的研究目标是建立“坚强智能电网”。这种电网系统的以高压电网为脉络结构，将发电装置、输电装置和变电装置结合在一起，具有数字化、信息化、自动化的特点。为了成功实现这一研究目标，我国已经制订了实施计划，在各地开展了试点工程。
2智能电网概述
2.1智能电网概念与特点
智能电网以物理电网为基础，建立在集成的高速双向通信网络的基础上，将先进的传感测量技术、信息技术、计算机技术以及先进的决策支持系统与物力电网高度集成，实现电网的安全、可靠运行。智能电网的本质就是能源替代和兼容利用，其需要在创建开放系统和建立共享信息模式的基础上，整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。就智能电网在电力系统的实际运行情况来看，与传统电网相比，智能电网主要具有以下特点：第一，智能电网能够进行自身的维护；第二，运行安全性与稳定性强；第三，供电效果好；第四，在原有基础上切实提升了电网运行时的高效性与实效性，并有效节约了运行过程中所消耗的能源以及成本。
2.2智能电网的组成
由电网基础体系、电网技术体系、智能服务体系、电网规范体系，此四部分共同组成智能电网、其中，电网基础体系作为智能电网的重要物质载体，确保其运行可靠运行的重要基础，在智能电网中占据着十分重要的地位；电网技术体系则是智能电网重要的基础支持，其主要是利用先进的通信技术、控制技术、信息技术，以实现智能电网的智能化；智能服务体系则是确保智能电网高校、经济运行的关键所在，是实现资源、能源最大化的重要基础所在，并为用电客户提供必要的智能化服务；而电网规范体系作为智能电网的制度保障体系，其是对电网各项保准、规范以及各项指标的认证与评估。
2.3智能电网环境下继电保护的意义
目前，随着我国经济的快速发展，各行业对于电力的需求也越来越大，甚至在人口密集的城市和地区出现了供电危机，这无疑给电力供应企业带来了巨大的压力。为了缓解电力供电紧张的局面，企业不得不进一步加强智能电网的建设和维护力度。继电保护技术是整个电力系统最重要的防御手段，旨在保障电网安全、稳定运行。一旦电网出现故障，继电保护装置会在第一时间自动切除故障设备，并进行故障报警，通知有关工作人员及时发现问题并有效地解决，尽快恢复电网正常运行。继电保护装置在最大程度上保障了电网的安全可靠供电，降低了企业由于电网故障遭受的经济损失。因此，智能电网环境下的继电保护具有重要的意义和作用，应引起企业的足够重视。
2.4在智能电网环境下继电保护功能的实现
通过分析，我们可以清楚地看到在智能电网的实际运行环境中，供电设备往往处于交互模式下，而发电设备则具备分布性特征。也正因如此，在智能电网环境下的继电保护就被提出了更高的要求。特别是近些年来，通信技术得到了较为快速的普及与发展，数字化智能技术也俨然成为当前社会各界关注的焦点，并且在智能变电站中得到了较为广泛的普及与应用。因此，在某种意义上，我们可以说在智能电网环境下必须做好继电保护工作的数字化发展，而这也势必会成为确保智能电网安全、稳定运行的重要基础所在。智能电网环境下继电保护的功能实现如图１所示。
3智能电网环境下继电保护的主要内容
3.1单元件保护
智能电网单元件保护的主要对象就是在智能电网运行中发挥着重要功能的电气设备，如：变压器、发电机组、交流线路、直流线路等等，而对其的研究内容则主要集中在如何对传统的元件保护改进上。在变压器的保护方面，将对励磁涌流的识别作为保护的关注重点，这是因为励磁涌流具备多样性、混淆性、随机性以及非线性等诸多特点。因此，在变压器的实际保护研究工作中，将工作研究重点放在变压器内部的故障分析与故障计算上是十分必要的；在发电机组的保护中则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，还不容易避开交流线路的负载能力，进而造成较大的故障测距误差。
3.2广域保护
广域保护技术主要是针对电力网络子集，将子集作为分析和处理电网运行障碍的单位，在“域”的范围采集该子集的继电保护信息，并进行分析，准确判断出故障的原因，从而进行处理。广域继电保护主要包括安全自动控制和继电保护，安全自动控制主要是为电网的“自愈”提供更多的解决方案。广域继电保护的关键作用就是从根本上解决现有继电保护整定配合复杂的问题，以提高继电保护的自适应能力。
4继电保护的缺陷
4.1保护范围不明确
智能电网在电力系统内并没有实现普及，仍旧存在很大范围的传统电网，导致继电保护系统中，无法规划明确的范围。智能电网环境中的继电保护，不能实现智能化的过度发电，混淆了诸多保护信息，由此继电保护的应用中即会出现保护延迟或保护不准确的问题，不能在智能电网环境中实现全方位的智能保护。继电保护范围不明确属于一类根本性的问题，智能化是电网系统的发展趋势，继电保护应提前进行改进处理，满足智能电网环境的需求。
4.2保护力度不够
为了发展电网系统，各种科学技术都被引入并且应用于继电保护工作。应用这些技术，方便了继电保护工作的进行，同时也隐藏着一些不为人知的风险。继电保护的工作就是为了降低这些风险，增加电网系统的安全性。如果在电网系统推广智能化的过程中，发生了信息的丢失和遗漏，就会给电网系统的管理带来困难，甚至发生故障，造成严重的损失。
4.3保护设备不完善
继电保护设备是智能电网继电保护的支持，继电保护设备应该符合智能电网的需求，随着智能电网的发展进行更新。电力企业可以根据智能电网的运行环境，结合继电保护的状态，制定设备改进计划，逐步采购或引进技术性的保护设备，完善继电保护系统的整体。智能电网环境对继电保护设备的要求非常高，电力企业应意识到继电保护设备的重要性，主动完善保护设备，加强继电保护对智能电网的保护力度。继电保护设备中出现的问题，属于一类可优化的问题，深入研究智能电网环境及继电保护本身的需求，即可完善保护设备，防止继电保护偏离智能电网的发展理念。
5智能电网环境下给继电保护带来的改变与发展
5.1数字化
目前，数字化是智能电网最大的特点，其主要表现在以下两个方面：一是测量手段数字化，其主要通过各种数字接口与电子互感器实现；二是信息传输数字化，传统电网通过电缆传输状态量和模拟量信息，而智能电网则通过光纤网络传输数字信息。电子互感器体积小、绝缘性好，主要是利用光电转换技术进行测量，这就拓宽了信号传输频带，增强了暂态性能，并且消除了传统互感器的测量误差，保障了测量的准确性，同时降低了互感器的故障发生率。未来继电保护发展过程中，应进一步简化其辅助功能，利用数字化传感器提高继电保护水平，以便更好地与智能电网的进一步建设和发展相配合。
5.2网络化
继电保护工作由于各种计算机网络技术的应用，呈现出一种网络化的趋势。在这种趋势下，继电保护的工作人员改变了工作的方式、流程和方法，信息的收集和传送速度得到了巨大提升。继电保护的网络化能在保证信息安全的前提下，在整个电网系统内实现信息的分享，加强继电保护对电网系统中各个环节的控制，维持电网系统的正常运行。一旦某个设备或工作单元出现问题，系统可以第一时间得到反馈，技术人员就可以通过信息分析快速得出解决方案，并发送回故障处进行解决。
5.3集成化
由于智能电网相较于传统电网相比增加了众多的电力设备，因此在对继电保护装置进行更新的过程中，也要注重其自身的集成化发展方向，并在原有基础上对扩宽对智能电网运输数据的采集渠道，以从多角度，全方面分析与整合信息资源的具体内容，为智能电网的安全以及可靠性运行打下坚实的基础。
5.4整定自动化
传统电网中继电保护只针对被保护的线路，保护范围小而有限，并且保护整定值也因为保护的局限性存在一定的偏差，导致继电保护存在缺陷和不足。而智能电网中的继电保护则有效地将整个电力系统内被保护的线路和相关设备联系在一起，对系统中各部分的运行信息进行整合，扩大了保护范围，实现了保护的分布协同，提高了继电保护的实时性与准确性。
5.5多元化
为进一步提升继电保护装置在智能电网中运行的高质与高效性，现阶段的工作人员也要结合智能电网应用过程中的实际情况，并以此找寻到其与继电保护装置二者之间的契合点，推动继电保护的多元化发展。不仅如此，在当前的继电保护装置中，还应使其以更加灵活完善的方式对智能电网包括输电效率等运行进行实时的监督与统一调控，以减少电流在传输过程中的消耗量，从而提升电力系统的经济利益。
5.6广域化
近年来，广域保护成为继电保护技术研究的热点。传统的继电保护仅仅能够利用单端量和双端量采集信息，而广域保护可采集多点、多类型信息，实现对继电保护的控制，最终作用于告警或跳闸。广域保护有三种模式，分别是集中式、分布式以及站域集中与分布相配合模式。其能够更加全面地检测故障，从而更好地适应电力系统运行方式的变化，降低继电保护装置对于保护整定值的依赖性，并有效地提高系统应对振荡、过负荷等不安全状态的能力。随着信息化技术的快速发展，我国很多地区正大力建设PUM和WAMS网络，并有了初步的成果。WAMS网络将成为智能电网控制环节的重要组成部分，其包含的广域性能改善继电保护设备的性能，提升智能电网中继电保护装置的安全可靠性。
5.7输电灵活化
输电效率的大大提高，对整个电网系统控制上的灵活、有效都是智能电网智能化发展的重要体现。而能够做到此点的根本原因在于静止无功补偿器、电能质量控制装置在智能电网中应用，从而对电能质量、系统潮流做到有效地控制。同时，在我国电网中交、直流混合输电技术的应用与发展，电力电子元件的应用，也在很大程度上提高了输电灵活性，给智能电网环境下的继电保护工作带来了巨大的革新与良好的发展。
6结语
参考文献：
[1]面向智能电网的继电保护系统重构研究[J].黄峥.电子测试.2016（20)
[2]广域保护技术在智能电网中的发展与探索[J].许路广.科技与企业.2012（16)
论文作者:王颐
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：电网论文; 智能论文; 继电保护论文; 环境论文; 系统论文; 设备论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第21期论文;