摘要:随着社会经济的发展,我国电力行业的发展取得了很大的成就。随之而来的便是智能电网的建设,在智能电网发展大环境下,继电保护相对而言是非常重要的。本文主要对主要就智能电网环境对继电保护的影响展开谈论,并探讨智能电网环境下继电保护技术的发展趋势。
关键字:智能电网;继电保护;影响;发展
1智能电网环境下继电保护的意义
随着城市建设步伐的加快以及电力行业供给侧结构性改革的实施,电力企业面临的用电压力越来越大,因此,如何构建安全高效的电力网络体系是当前电力企业深化改革的重要内容。继电保护作为电力系统安全的第一道防线,强化继电保护具有重要的意义是:首先,继电保护可以有效保证电力系统的安全与稳定。虽然智能电网发生故障的几率越来越小,但是其仍然存在故障,而且随着电网规模的不断扩大,电网故障的隐蔽性也越来越突出,而继电保护则是及时发现故障与解决故障的重要技术手段;其次,继电保护有助于降低电网损失。在电力系统出现故障之后如果没有及时做出相应的判断就会造成巨大的经济损失,而继电保护的功能就是第一时间根据故障做出准确的动作,以此降低损失。总之,继电保护的最大作用就是保证电力网络安全运行。
2 智能电网环境下对继电保护的影响
2.1对继电保护的数据信息及保护原理的影响
(1)互感器类型的更换,从而导致数据源本质发生改变
早期主要采用的是电磁式互感器,但是这种互感器具有较强的电磁干扰性,会对其他电气设备造成强大的干扰,从而影响设备性能,为此随着电子式互感器技术的不断成熟,目前较多的采用电子式互感器,然而,这种替换可能会导致:一方面,由于互感器类型不同导致相应的传变特性算法和整定原则上存在差异,所以需要根据电子互感器的原理重新对算法和定值整定原则进行评估和优化。此外,就地数字化也是电子式互感器与电磁式互感器之间存在差异,这使得在数据同步和延迟等方面可能会带来新的问题,所以需要深入评估次情形下可能对继电保护的影响;另一方面,由于电子式互感器具有较好的带宽、较快的响应速度以及较好的线性度,所以在继电保护中使用电子式互感器能够得到新的算法和原理。
(2)二次电缆硬连接被二次信息网络替代,导致数据传输的介质发生改变
一方面,二次信息网络实现设备间数据的共享,所以对于跨间隔设备的保护更加灵活、方便、快速,对新的保护原理和保护实现方式的诞生提供了可能;另一方面,采用网络信息化实现数据的传输、共享,所以保护数据的实时性和可靠性更好,但是新的问题,如数据传输的丢包率、误码以及延迟等,都给继电保护带来了新的问题,对新的理论、算法提出挑战。
(3)变电站二次侧统一采用 IEC61850 作为标准,需要有新的继电保护数据处理方式和利用方式
一方面,采用 IEC61850 作为系统建模统一标准,实现了设备间的互通、互连以及互操作等功能,从而保证了数据源的唯一性;另一方面,智能化变电站拥有庞大的数据信息,为此也需要对数据存储和数据挖掘采取相应的措施,此外,还需要解决好设备保护配置和双重化标准、保护功能的动态迁移和组态等新的问题。
2.2对继电保护实现机制与架构体系的影响
(1)传统的继电保护运行流程一次是数据信息的采用,然后计算,最后出口,形成一体化模式,而新型继电保护的数据信息通过网络进行交换,改变传统一体化模式,对于保护对象、保护装置以及两者之间的数据信息不再需要进行一对一绑定,通过对管理平台的建立使得实现统一化管理,实现了数据库的动态的管理与调用,从而有效的简化了过程层与对应的保护装置之间的标准,也使得保护功能在统一的管理平台能够更加方便、灵活的组态、迁移、跨站,达到广域保护。
(2)采用网络化实现了间隔设备间的信息交互,继电保护中的信息交换采用交换器实现,从而克服了传统的二次回路难以测量与控制的难题。在智能化变电站二次系统中统一采用 IEC61850 规约,使得系统架构比传统架构多了过程层,使得传统的二次电缆回路变得可测可控,大大提高了系统的可靠性。在智能变电站通过对交换机的使用,使得系统得以网络化,能够对过程层的设备运行状态实时监测和输送,从而使继电保护能够实时的对智能变电站而此系统的设备运行状况进行监测,并对故障进行实时处理,提高了变电站继电保护的可靠性水平。
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(3)传统的继电保护通常都是以保护装置为核心,不仅需要完成保护功能而且还需要对设备运行进行管理,设备间的数据无法实时交互,导致出现数据“孤岛”现象。而智能化变电站继电保护采用的是点对点的对等的信息交互模式,使得保护装置与保护对象之间不需要进行捆绑,只需要建立统一的数据中心,使得变电站各单元间信息数据得以更大程度的共享。
(4)在过程层中采用统一的采样方式使得有效的降低了变电站二次系统的技术壁垒问题。传统的变电站在对二次系统进行数据信息采集过程中会出现大量冗余现象,严重影响了系统运行效率,各子系统无法统一配置导致不可避免的重复配置,各装置之间协调性差,系统扩展起来较为复杂,对于这些问题解决起来非常困难。然而,智能变电站而此系统的数据采集都是采用的是统一形式,从而得到的数据源具有较好的统一性,对于数据集成也更加简单方便,不存在技术实现上的问题,实现了以继电保护为中心的变电站二次系统的新架构体系和原理机制。
2.3 对继电保护的设计、调试与运维的影响
(1)继电保护运行模式和构成形态在智能变电站中发生了改变,在继电保护的测试、调试、运维等方法都具有严重的滞后现象。
(2)将网络化应用于智能变电站使得继电保护二次回路设备运行状态得以实时监测,进而能够对继电保护设备实时维修,提高智能变电站运行的可靠性。
(3)智能化变电站采用 IEC61850 作为统一的标准,使得能够采用一体化模式建立设备模型,如主要是体现在变电站建设过程中的 SCD 文件、IED 设备的 CID 文件,然而对于目前已经投入使用的智能化变电站而言,当需要进行扩建,设备需要更新时如何动态修改这些文件已经成为当前的一个难以解决的问题。
(4)目前 IEC61850 规约以及智能化变电站建设都处于一个动态发展的阶段,所以在对智能变电站的设计过程中难免会出现对 IEC61850 标准理解的差异、不标准的扩展定义都会给智能化变电站的运行、维护、调试带来极大的困难。目前对于智能变电站建设都是通过业主、设备商、设计院、调试三维等多家建设单位反复讨论、协调,对方案不断的修改。在投入使用后,又摆脱不了对设备厂商和调试单位的依赖,从而给电网系统带了安全问题。
3在智能电网环境下继电保护技术的发展
3.1网络化
伴随着网络信息技术在智能变电站中的普及应用,网络化发展趋势必会成为未来智能电网环境下继电保护不可逆转的重要趋势之一。一方面,促进了智能电网环境下继电保护工作的信息共享,从而使变电站的所有设备都能够紧密地联系在一起,扩大继电保护范围;另一方面,促进了智能变电站的信息传递,使信息传递变得更为准确、及时,从而实现对整个智能电网的全方位监控,有效提高智能电网运行的准确性与运行效率。
3.2数字化
当前智能电网系统中继电保护技术加快了数字化发展进程,特别是在数据测量接口和光纤电网信息传输方面数据化程度不断提升,利用电子式互感器与数据测量接口之间有效结合,全面提升了继电保护系统测量数字化的水平。而且利用光纤电网来实现数据信息的传输,全面的提升数据信息传统的质量和传输的速度。
3.3整定自动化
当前电网系统中的继电保护更多针对的是运行线路的实时控制和保护,其保护范围还十分有限,而且继电保护整定值还存在着一定的误差,加快推进继电保护整定自动化的发展进程,通过实现整定自动化能够对整个电网系统的各环节数据信息进行采集和保护,全面提升电网运行的效率。
4结束语
智能电网环境的形成,对继电保护工作产生了极大的影响,研究智能电网环境下的继电保护,提出一些科学合理的发展技术来促使继电保护装置建设的更好,从而使得我国的智能电网建设步伐得到进一步的加快,促进我国电力市场的可持续发展。
参考文献:
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论文作者:解涑转,杨玥昕,罗云芳,李晓阳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
标签:继电保护论文; 电网论文; 变电站论文; 智能论文; 互感器论文; 数据论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第27期论文;