摘要：随着当前我国经济建设的高速发展，工业、生活用电使得电力资源的需求不断增大，这就要求电力系统中发电、输电、供电、配电等环节进行相应的改革。继电保护技术作为电力系统正常运行的保障性技术，在未来对于电力系统的发展和建设有着深远影响。本文基于智能电网的含义与特征，结合继电保护技术的应用，对继电保护新技术进行详细分析。
关键词：智能电网；继电保护；技术
目前全球资源的开采使得资源含量愈发匮乏，这就使得智能电网的开发搭建成为大势所趋。2009年我国提出了建设智能电网的新战略，旨在实现构建信息化、自动化、智能化的各级电网系统，以改善现阶段我国电力资源不足的现状。而在智能电网系统中，继电保护技术是重要的一项支柱型技术，快速发展的同时也面临不小的挑战，这就需要不断更新继电保护技术，更好完善智能电网系统的规划设计实现。
1.智能电网的含义及其特征
我国针对智能电网的研究目前还处于探索和发展阶段，伴随着更深层次的研究以及完善，智能电网的发展空间十分广泛。智能电网是基于集成、高速双向的通信网络，利用先进的传感测量技术以及先进的设备设施，采用先进的控制方法实现电网系统安全、可靠、高效、环保的运行。智能电网系统主要体现在信息交互智能化、控制智能化以及数据统计智能化的方向，并且具有强抗干扰性、结构合理、电价透明化等优点。通过这些优点的实现，用户可以直接方便的查看和统计各种运行数据，实现有效监督，从而实现节能减排，保证自身合法利益最大化。
2.智能电网的技术体系
结合智能电网的优点，能够得出支撑智能电网的技术要点主要为灵活的拓扑系统、高度集成的通信系统、发达的传感和测量系统、新型继电保护系统、快速故障诊断和排除系统以及实时运行决策系统这六大系统。其中继电保护技术的改革创新促进了智能电网系统的构建和实现，同时灵活多变的电网系统运行方式以及电子元件更新应用又反过来推动了继电保护技术的进一步提升。
3.智能电网下继电保护构成
不同于传统电网系统的智能电网在发电和供电方式上有所改进，同时继电保护技术也有对应的变化，提高了针对继电保护技术的要求和标准。信息化技术以及网络技术的融入使得智能电网有了更好的发展趋势，其中通过传感器实现对电网系统中相关设备设施的实时监测，能够在一定程度上杜绝大面积停电现象的发生，以提高电网系统的稳定性。
各种大数据与物联网的运用，为继电保护未来的发展指出了一系列新的方向，充分利用新的技术，发展继电保护的新技术，新算法，新硬件平台，对实现智能电网有重要意义。
4.智能电网中继电保护技术的应用
在智能电网中起着支撑作用的继电保护技术在实际生活中的应用十分广泛。首先该技术能够避免误动，保证电压电流维持在准确正常的状态下。其次继电保护的主要功能则是隔离电力系统中出现的故障，智能电网中可以有效监测电网的实时运行状态，及时有效的发现和隔离出现的故障。此外互感器作为继电保护技术的核心，依据智能电网的需求，融合相应互感器和对应技术，在智能电网的架构中全面实现其应用。
5.智能电网背景下继电保护新技术分析
5.1超高压交直流混输技术
当前世界上，我国已经在交直流运行电压等级方面首屈一指，今后我国将建设联接大型能源基地与主要负荷中心的“三纵三横一环网”特高压骨干网架和13项直流输电工程（其中特高压直流10项），形成西电东送、北电南送的能源配置格局。超高压的交直流混输就为继电保护技术提出来更为严苛的要求。
第一，电压等级的升高使得故障发生时电网系统的非周期分量的衰减程度趋于缓慢，更加复杂多变的暂态特征与谐波分量，对于起着保护作用的互感器提出更加严格的要求。这就需要用于特高压情境中的互感器具备更强的性能，更高的实现滤波以及直流分量的处理工作。
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第二，当前电网系统中暂态特征的复杂性导致继电保护内部对于以谐波作为判断依据的难度越来越大。例如在变压器的使用中若以二次谐波和谐波自身的波形作为判据，则有可能受到继电保护内部更为复杂的励磁涌流或者故障问题的影响，从而可能导致无法实现保护变压器的作用。
第三，超高压交直流混输技术应用的同时还可能引出更多新技术难题，类似于双回线路的路线故障问题以及混输状态下暂态特征的问题等等，都需要继电保护设备实现特殊处理。简单理解可以通过调整接线方式或者采用一些非线性电子元件等手段改进提升继电保护水平。
5.2智能传感技术
在继电保护过程中数据信息的采集通过合理有效使用智能传感器设备这种方式，更加便捷有效的获取数据，使得在智能电网中继电保护更好的发挥其作用。在南方大面积降雪的气候灾害情况下，由于冰冻、雨水等外部因素影响，传感器对于继电保护过程中的数据信息采集并不准确，不仅如此遇到滑坡、泥石流等恶劣的自然地质灾害中也同样会影响传感器监测数据的收集统计。这就需要在智能电网的基础上使电气量的分析达到采样值标准为前提，利用二次测量电气量辨别异常情况。不仅如此，在智能电网系统中针对输电线路、变压器、发电器等装置合理安置智能传感器设备，有效监控并能够准确定位故障部位，同时更加便捷的调试和检查继电保护装置，进而降低误动以及减少对设备的损坏情况。
5.3可再生清洁能源并网
传统的发电方式主要依据于火力发电或者水力发电，而火力发电更多的是将有限的煤矿资源转化成电能，这种方式不仅低效，更深层次上浪费资源且污染空气。目前智能电网则改变传统的发电方式，利用风能、太阳能、核能等清洁能源获取电能。这些清洁能源具有高效、可再生、几乎无污染的特点，但是目前并不成熟的并网技术使得在接入电网时可能会对设施设备、电网运行以及故障电流产生影响。就风能这种清洁能源而言，由于风能的不确定性导致风能机在接入电网系统中时可能会对上游或下游的电流保护造成不同程度的影响；不仅如此若风能机接入点处相邻电路发生故障，不同的电流方向可能会造成反向误动的情况发生。这就要求新能源接入到智能电网系统中时针对不同可能发生的一系列情况采取对应的措施，针对新能源间歇性、不稳定性等特征进行研究探讨，采用合理的设施设备有效实现清洁能源并网。
5.4电力电子原件技术
随着智能电网的进一步发展，更多的电子元件如功率整流二极管、功率静电感应晶体管等在电网系统中广泛使用。由于电子电力元件开关的频率较大，在智能电网系统中的应用会产生大量的谐波，这会对电网运行产生较为严重的影响，而这些影响因素在设计安装继电保护设备时必须加以考虑。但同时受到输电系统不同线路种类的影响，电力电子元件中行波型号不稳定的现象仍然普遍存在，这也是今后在继电保护技术中急需解决的问题，以便于进一步发展智能电网中继电保护技术。
结束语：
作为一种维护电网系统安全运行与稳定工作的重要基础的继电保护技术，在设计架构智能电网的需求推动下得以高速发展，面临巨大机遇的同时也需要应对更大的挑战。特高压交直流混输技术、普遍应用智能传感器技术、可再生清洁能源并网技术以及电力电子元件技术的应用必将发展成为智能电网背景下继电保护技术的突出特性，但仍然需要相关技术人员不断深入研究，进一步推动我国智能电网背景下继电保护技术的实现。
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论文作者:吴世杰,师康
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/25
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