摘要：我国的传统电网中，继电保护的电源点潮流流向是固定的，其输出本策的电气量主要包括三相的电流和电压，这种工作模式下容易由于不合理操作而导致相关性能难以正常发挥。传统电网中的继电保护由于缺乏传感及智能设备，因此对外界的监测和观察不能持续，在面临突发事件、自然灾害以及极端气候等严重的外界干扰时不能实现自动预警，抗干扰能力较低。除此之外，智能电网的信息化程度比较低，对电价信息的收集不够全面，用户难以积极参与电价的定制，电价定制缺乏透明性和公平性。
关键词：智能电网；继电保护；发展方向
现代化的智能电网取代传统电网是时代和社会发展的必然结果，其极大提升了我国电力系统的运行效率，缓解了电力供应的巨大压力。然而，原有电网继电保护技术并不能应用在智能电网当中，加强新型继电保护技术研发，成为电力企业和相关研究者的工作重点。在当前广泛应用的继电保护技术基础上进行有效改革和创新，才能为智能电网长足稳定运行提供重要保障。
1 智能电网相关概述
智能电网也就是我们所说的电网的智能化，它的本质就是能源替代和兼容利用，主要是以建立在集成的高速双向通信物理网络为基础，创建开放系统，组织各级电网进行协调发展，整介系统中的数据，并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纳入应用范畴内，通过这种方式而使电网系统具有自动化、互动性、智能化以及高度集成等特点，，有助于电网运行和管理的优化，从而实现电网的安全、可靠运行。除此之外，智能电网还具有强大的电力输送功能更，和智能化的运作平台，不仅能够为供电的安全性和可靠性提供保障，同时还可以对用户的接入和退出进行灵活、及时的调整，除此之外还可以实现用户、电源以及电网信息的共享，并且信息也是公开透明的[1]。智能电网的支撑技术主要包括六个系统：一是，灵活的网络拓扑系统；二是，高度集成的通信系统；三是，发达的传感和测量系统；四是，实时运行决策系统；五是，快速故障诊断和排除系统；六是，新型继电保护系统。智能电网的发展和应用，实现了当电网系统发生故障时恢复供电的时间为最短，这样可以使供电故障对社会生活的影响控制在最小范围，降低到最小程度。
2 智能电网背景下的继电保护新技术
2.1 适应超高压交直流混联
我国已经成为世界上交直流运行电压等级最高的国家，根据规划，2015年，“三华”同步电网将建设成为“三纵”、“三横”的网架结构，超高压交直流混联对继电保护提出了更高要求。
首先，随着电压等级的升高，在发生故障时，电网的非周期分量衰减逐渐变慢，暂态特性更加复杂，并带来巨大的谐波分量，给保护的互感器传变特性提出更高要求。应用于特高压的互感器要求具有更强的性能，并针对电网特性进行更好的滤波和直流分量处理。
其次，电网暂态特性日益复杂，给继电保护内部使用谐波判据的难度变大，例如，对变压器保护来说，传统的二次谐波制动和波形识别等判据可能失效，内部故障与励磁涌流的区分更加复杂。
此外，高压交直流混联还带来许多新的特殊问题，例如超高压长线路的串联补偿和电容电流问题、同杆双回线路的零序互感和跨线故障问题、交直流互联暂态特性与计算误差问题、高压直流输电控制保护的特殊性问题等，都需要继电保护设备进行特殊处理。
2.2 考虑可再生能源并网
智能电网发展的一个突出特征，就是以风电、光伏、新型储能为代表的新能源的大规模接入。新能源具有清洁、高效、可再生的特点，然而，新能源由于来源不稳定、并网技术不成熟等原因，在接入电网时，可能给电能质量、电网运行、故障电流带来一定影响。
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以风电为例，风电接入后给接入点下游电流保护带来助增电流，可能导致保护误动，给接入点上游带来的分支电流影响可能导致电流保护II段拒动，此外，当风机接入点相邻馈线故障时，还存在方向电流，可能导致保护反向误动。此外，风机的接入类型、工作状态、控制策略和故障类型不同，对故障电流产生的影响也不同，电网的潮流分布和短路电流特征更加复杂，有风电接入的继电保护装置必须考虑这些变化并在判据中加以优化，使得保护既能够适应单向潮流，又能够适应双向潮流的影响。
2.3 大量电力电子元件应用
随着智能电网建设的不断深入，大量电力电子元件应用也日益增多，如无功补偿器、可控串补、潮流控制器、换流器等，电力电子元件的应用有利于改进电能质量、提升控制策略的灵活性，但与此同时，也给电网运行特性带来了质的变化。
电力电子器件具有较高的开关频率，在系统中将产生大量的谐波，此外，FACTS元件在风能、光伏并网、直流输电等中的应用，还存在继电保护设备与电网控制策略协调的问题，继电保护装置设计时，必须考虑电力电子元件带来的谐波影响，尤其是直流线路中，行波保护作为直流线路的主保护，受到接线方式、波速和FACTS元件特性影响，依然存在行波信号不确定的问题。
2.4 定值配合式保护有待改进
智能电网背景下，灵活多变的网络拓扑和系统运行方式使得很多传统保护的缺点暴露，不再适应电网发展。目前，以光纤电流差动为代表的主保护依然是电力系统主流的保护方法，然而，很多传统的后备保护表现出了较大的局限性。主要体现在以下几个方面：
首先，后备保护与系统的整定和配合比较复杂，为了确保后备保护的可靠性，常常需要牺牲其选择性和灵敏性，导致后备保护的动作时间过长。其次，后备保护对系统运行方式变化的适应性较差，对于智能电网下运行方式的灵活变化带来的电网潮流改变，经常不能很好的区分，导致越级跳闸或拒动。
2.5 广域保护的发展和应用
广域保护是近年来继电保护技术的研究热点，它改变了传统继电保护仅能利用单端量和双端量的现状，能够通过高速、实时、准确的信息通信，采集多点和多类型信息，从而实现对保护的开放/闭锁，以及相关的逻辑判别，并动作于告警或跳闸。
广域保护具有集中式、IED分布式、站域集中和分布相配合的三种模式，由于对故障的检测更加全面，所以，广域保护能够更好的适应系统运行方式的变化，降低继电保护装置对定值整定的依赖，并有利于提升系统躲过负荷和振荡等异常情况的能力，由于广域保护采集的量相对较多，信息交互时间较长，所以保护的快速性很难达到主保护要求，但可以较好的承担后备保护的功能，或充当第二套主保护。
3 结语
总的来说，我国电力系统继电保护技术的发展可分为四个阶段：第一个阶段是电磁型，第二个阶段是晶体管型，第三个阶段是集成电路型，第四个阶段是微机型保护。随着我国对智能电网投入的不断加大，继电保护技术是电力系统中的首要防御手段，因此需要更高的技术来为其安全提供保障。在智能电网发展背景下，继电保护也在不断的探索进步，并具有非常广阔的发展空间和发展前景。
参考文献
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[4]薛鹏程.智能电网环境下继电保护的发展现状[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（11）：299-300.
[5]林青山.浅谈智能电网背景下的继电保护新技术[J].低碳世界，2014（19）：79-80.
论文作者:马程,刘小满,王刘拴,吴有中,张亚林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/7/6
标签：电网论文; 继电保护论文; 智能论文; 系统论文; 电流论文; 故障论文; 谐波论文; 《电力设备》2018年第8期论文;