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摘要:电网系统一直是推动我国社会经济发展的主要动力,相对而言,我国社会经济的发展也在使电网系统的规模不断扩大,生产能力不断提升。在严峻的发展形势下,我国电力企业通过引用新技术,加快了智能电网建设的步伐,智能电网的构建相比传统的电网系统更能保证供电线路的稳定性,但是为保证电网系统的安全运输,继电保护装置所发挥的作用也是十分重要。本文首先分析了在智能电网中引用继电保护的重要作用,然后介绍了继电保护的基本构成,最后具体分析了继电保护装置中的关键技术,并对其未来的发展趋势作出进一步的探究,以供参考和借鉴。
关键词:智能电网;继电保护;数字化
随着信息技术、智能技术、网络技术、计算机技术在配电网络中的应用,智能电网成为当今电力系统发展的重要方向之一,它具有自动性、稳定性、兼容性、经济性和高效性等优点,成为我国电力发展的重要内容,继电保护主要是研究电力系统安全运行工况与故障的情况,是保护电网运行最基本、有效的策略和技术手段,智能电网能够改变传统的电力运行状态,必然会对继电保护带来影响。
1智能电网的定义及特点
智能电网属于一种自动化程度特别高的供电网络,它的各个用户以及节点都处于实时监控状态,并且从电力输电端到用户端各个节点要能实现双向流动电流与信息。借助分布式智能、宽带通信技术与集成自动控制系统,智能电网可实现实时开展市场交易,无缝连接电网各成员,可有效增强供电企业与电力用户间的互动。
就技术角度而言,智能电网的实际含义大致包括3个层面:首先是借助传感器实时监控供电系统各环节的重要设备,如发电设备、输电设备、配电设备以及供电设备等;其次利用网络系统收集、整合得到的数据;最后通过分析、挖掘数据,实现科学优化管理整个电力系统。
智能电网的主要特征大致可分为以下五点:
(1)自愈
由于智能电网可对电网实际运行状态实时掌控,这样有利于电网故障隐患的及时发现与快速消除;智能电网出现故障时,自我恢复能力比较好,这样可有效防止出现大面积停电现象。
(2)安全可靠
智能电网具有一定的坚强性,它抵抗自然灾害、外力破坏以及计算机攻击的能力都比较强,它能很好地保障工作人员的人身安全以及电网设备安全,电网运行具有很强的自恢复能力。
(3)经济高效
智能电网可对资源配置进行科学、合理优化,促使设备的实际传输容量与利用率达到最佳;智能电网可及时调度不同区域间的电能,有效弥补电力供应缺口;智能电网与电力市场竞争要求相吻合,可使电价实现动态浮动,优化电力系统运行。
(4)兼容
智能电网对各类型设备具有很好的开放兼容性,可有效融合集中式大电源、分布式发电资源以及可再生能源,使它们更和谐地服务于社会生产。
(5)与用户友好互动
智能电网可智能互动客户,给客户提供更可靠、更优质的电能,最大限度地满足客户需求,可使系统运行无缝衔接批发、零售电力市场,可借助市场交易,有效激励电力市场主体主动管理电网安全,更好地保障电力系统安全、稳定运行。
2智能电网继电保护的基本结构
继电保护是保证电力设备安全运行的重要保护装置,它的智能化、网络化、自动控制与保护、测量和数据通信一体化的发展,能够有效的促进电力智能化的发展。在电网中实现分布式、交互式供电对继电保护装置提出了重要的要求。在智能电网中采用传感器对电网的发电、供电、配电等主要设备进行实时的监控,自动获取相关设备工作的数据,进行整理、分析,实现对电网的保护功能与保护定值的动态监控和修正,促进电网的稳定运行。对于智能电网的继电保护装置而言,不仅需要保护电网中的设备,还要保护与之相关的设备,以及相关的连接点,能够实现对电网运行的故障及时的识别,并迅速的对故障进行隔离与恢复,减少供电事故的发生。
3智能电网对继电保护的影响
智能电网是在原有电网的基础上,将通信技术、信息技术、网络技术、计算机技术、传感技术、自动控制技能有机的结合在一起,将配电网的发电、用电以及电力的输送等各个环节有机的融合在一起,实现一个高度智能的电力网络,原有的电网继电保护装置明显的不能满足电网工作的需要,需要对继电保护装置进行改进设计,以满足智能电网发展的需要。
(1)数字化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统的继电保护对互感器的性能、互感器的故障、电网的二次回路接地方式和二次回路断线问题进行控制和管理,但是,在智能电网发展的过程中,电网的自动化控制将明显的减少互感器性能和故障的问题,也提高了继电保护中电气信息量传输的稳定性和真实性。数字化技术的发展,提高了智能电网的继电保护的稳定性,也改变了智能电网的保护方式。
(2)网络化。随着信息技术在电网中的应用,数字技术在电网建设中的广泛应用,对电网的继电保护带来了重要的影响,促进继电保护装置也向自动化、智能化、数字化、网络化的方向发展。数字化变电站一般采用的是分布式分层管理的结构,利用通信服务接口和统一网络管理平台对电力系统进行管理,实现电网智能设备之间数据相互操作,形成一个开放性的电网网络管理结构,新一代的数字化电网、智能化电网的发展,促使继电保护装置在获取信号和信息获取途径发生改变,利用网络技术的数据共享实现对电网的电气元件的控制、管理和保护,通过利用网络设备的共享信号实现对网络继电保护的控制和管理。
(3)输电网络的灵活化。传统的电网暂态过程的复杂多变,使电网在运行的过程中,容易出现多种不稳定的因素,使现有继电保护装置面临较大考验。智能电网有效的提高了电网的输电效率,采用智能化的控制设备,控制手段灵活,能够通过网络实现控制信息的共享化,智能电网系统与传统的电力系统不同,采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置等相关的电力智能控制设备等灵活的输电控制技术,能够有效的提高电网传输的稳定性和可靠性,采用智能化的电力继电保护设备,能够有效的实现电力设备的远程管理和控制,有效的实现电力网络的智能化控制。
(4)智能电网的广域化发展。随着信息技术、智能技术、网络技术在电力系统中的广泛应用,电网信息化的发展,电网正在进行局域PMU的WAMS技术的信息化网络建设,智能化的继电保护信息系统已经在电力系统中得到了广泛的应用,它利用WAMS网络的共享信息,能够有效的调整继电保护的整定值,采用WAMS提供的电网中所有设备的工作信息,能够有效的促进电力系统智能化的发展。
4智能电网继电保护专业重点及发展方向
(1)利用数字化技术提高继电保护的工作性能。在智能电网中,采用数字化的继电保护装置,降低电网中的二次回路断线和接地过程中出现的故障,利用智能电网中信息真实性和共享性,提高继电保护的定值功能,简化电网中的保护功能,提高数值传感器的继电保护的整体性能。随着互感器故障的减少、实际传输性能的提升,如何对继电保护的辅助功能进行简化,借助数字化传感器促进继电保护整体性能的提升,是未来继电保护发展亟待解决的问题。(2)保护配置形态的改变。智能电网中继电保护采用先进的电子技术、信息技术、网络技术共享电网中设备的信息,极大方便了对继电保护功能配置,能够及时的对电网故障进行处理。通过电网智能控制装置和继电保护装置实现对电网的一次和二次设备的智能化控制,提升电网运行稳定性,提高电网配置的可靠性。
(3)安全自动装置性能的提高与拓展。采用先进的相量测量(PMU)技术对电网的传输的相位进行测量,运用广域测量技术(WAMS)对电网中设备运行的信息和数据进行传输,对电网汇总时
间敏感性不强的电力保护设备进行控制和管理,从而使得现有保护和安全自动装置的延时整定功能得到提高。通过对智能电网的继电保护定值功能进行设置和调整,能够有效的提高电网安全事故的预警功能。重视安全自动装置性能的提高,有助于对系统故障的更及时判断,提升系统应急反应能力,提高电网运行的稳定性,有效避免出现大停电事故。
(4)应重视研究继电保护的新原理与新技术
随着风能、太阳能的可接入电网,人们也越来越重视电网接入的安全性,在智能电网建设的影响下,调度方式可对传输方式以及潮流方向更快捷、更灵活地进行调整,这必然会使传统电网的故障暂态得到极大改变。在今后的继电保护研究中,必须重视研究与智能电网灵活控制相适应的继电保护的一些新原理、新技术。
结束语
保护整定技术已经从手工整定发展为微机整定管理,整定效率和准确性得到了提高,且网络技术也使得保护定值整定实现了集中式管理。但与未来智能电网的保护整定还有相当的差距。目前的网路整定管理急需解决以下问题:一是数据和网路拓扑维护困难,在系统迅速更新的今天,地区级网路变化频繁,给电网参数的维护工作增加了巨大的工作量,而网络参数的维护正确与否,决定了保护定值整定结果,将影响到整个区域网络定值的准确性;二是目前定值的计算和管理系统定值置入相分离。在经过计算系统计算,定值系统审批,现场人员经网络下载定值,最后经手工置入保护装置。在这个过程不仅消耗时间和劳动,而且容易产生失误,还可能造成重大事故。在数字化、网络化的系统中,应该将定值计算、定制管理和定值置入相关联统一实现一体化、自能化。
参考文献
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中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-4692371.htm
论文作者:邓利民
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
标签:电网论文; 智能论文; 继电保护论文; 电力论文; 设备论文; 保护装置论文; 定值论文; 《电力设备》2017年第4期论文;