继电保护技术在智能电网中的应用分析论文_王建民,李录明

继电保护技术在智能电网中的应用分析论文_王建民,李录明

(国网河北省邯郸供电公司 056002)

摘要:从我国电力系统继电保护技术的整个发展过程看,继电保护技术经历了电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型保护四个发展阶段。随着智能电网的出现,继电保护技术在新技术的引领下将向着计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化的方向发展。随着电气系统在工作进程中的要求,继电保护在智能电网中的应用开始走向现代化的发展道路。

关键词:继电保护技术;智能电网;电力系统;应用

前言

在电力系统中,继电保护应用十分广泛,继电保护装置在智能电网的应用,有效的提高了电网运行的稳定性,为广大电力用户提供了高性能及高质的电能供应。电网作为主要网架结构,能够有效的降低电力系统运行中各种故障所带来的影响,从而为用户提供高质量的电能。在智能电网建设过程中,继电保护技术取得了较快的发展。

一、智能电网中继电保护技术的作用

继电保护技术是一种融合电子技术、网络技术、控制技术等多种技术为一体的技术,在传统电网和智能电网中都得到了广泛的应用,是电力系统的正常稳定运行的重要基础。同时,继电保护是当前电力企业实现电力系统网络化以及相关设备监测保护的重要技术,近年来,随着智能电网建设速度的不断加快,继电保护所起的作用将愈发重要:(1)继电保护装置具备预功能,能够有效的减少电网故障发生率,对故障具有预警和保护功能,不仅有利于电网运行的稳定性,而且符合智能电网可持续发展的要求;(2)继电保护装置作为保护性装置能够针对电网运行中的故障进行分析,从而对故障进行诊断、修复及隔离,保证电网正常运行。因此要保证继电保护装置自身运行的稳定性,避免其运行异常情况的发生,更好的发挥出继电保护装置的重要作用;(3)继电保护能够对输电线路运行中电量负载超载情况进行有效的保护,能够有效的避免大规模停电事故的发生,有利于提升电网运行的稳定性和安全性;(4)由于智能电网具有智能化、网络化和信息化等特点,不仅能够对网络进行智能处理,而且由智能传感器完成数据采集工作,使继电保护装置的功能更加完善。在基本的保护功能基础上,还新增了智能故障诊断、故障修复及故障隔离等功能,功能更具多样性,有效的保障了智能电网的正常、稳定运行。在智能电网快速发展的带动下,继电保护技术也加快了向数字化、网络化和自动整定方面的发展,继电保护装置性能得以快速提升,实现了与互联网的有效衔接,继电保护装置更具智能化。

目前,在电力系统的继电保护中,人工神经网络已经能够实现其方向保护、故障距离判定、故障类型的判断以及主设备保护的功能。例如,在输电线的两端系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路,就是一个典型的非线性问题,而通过距离保护的方法很难准确判断出设备故障的原因,给故障的排查带来一定难度,也会造成拒动或者误动现象的发生。但是,假如我们使用了网络技术,通过大量的故障样本的训练,只要样本充分考虑各种情况出现的可能性,就能够准确判别故障发生的地点。

二、继电保护技术在智能电网中的应用

高智能化电网的出现,意味着在电力系统领域继电保护的研究和发展不可忽视。在智能电网建设中,继电保护的应用过程越来越难以掌握,在研究过程中,继电保护的应用技术越发囊括了信息技术、网络技术、电子技术、控制技术等多专业技术的优势,通过技术的相互融合和发展创新,我国继电保护装置得到了很好地发展。当继电保护应用于智能电网时,则需要考虑多个问题,从原理上实现继电保护技术在智能电网中的应用。

(1)综合考虑继电保护灵活的运行方式以及不确定的潮流流向,在实现距离保护、电流保护原理时要做好实时的调整,确保定值具有适应功能。

(2)保护装置的定值、保护范围、保护功能要根据运行方式的变化做相应的调整,综合电网中的所有信息对保护定值进行实时修正。

(3)智能电网是通过散布在电网中的传感器获得最及时的信息监控输电线路的温度和容量,合理调整功率使其接近运营极限。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这过程中必须调整输电线路的负荷保护定值,从而适应温度和容量变化带来的影响。

(4)智能电网信息化和数字化的特点推动着继电保护技术不断发展,近年来,智能电网随着遗产算法、神经网络、模糊逻辑以及进化规划等人工智能技术的出现,也被广泛运用到继电保护的应用领域。智能电网继电保护系统在实际工作中运用人工智能技术,解决了很多复杂的非线性问题,推动着继电保护技术向着更高层次的方向发展。

(5)智能电网继电保护系统的自适应控制技术主要是根据电力系统的运行方式和电气故障状态的变化实行改变保护特性、性能以及定值等内容的技术。自适应继电保护作为一种新型的继电保护技术,它的应用让继电保护技术在很短的时间里适应了电力系统的各项变化,不仅增强了智能电网继电保护的可靠性,改善了系统的保护作用,同时也提高了经济效益。

三、智能电网与传统电网继电保护的区别

传统电网继电保护中电源点的潮流流向通常是朝着同一个方向发展的,它在保护输入过程中通常针对的是本侧电气量,特别是三相电流和三相电压的判别保护需求。通过对实际情况的分析和研究可以知道,传统继电保护的电气判别量基本上是固定不变的,基本上也只需要输入被保护线路对策的电流,保证保护对象的电气量不被影响。

在智能电网的继电保护中,则需要全面考虑灵活的运行方式、不确定的潮流流向,并要求保护定值具有自适应功能。通过对智能电网继电保护构成的分析,利用传感器对发电,输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,通过对智能电网电源点和电网相连线路的连接实现距离保护和电流保护,确保智能电网中的保护定值能根据继电保护运行方式的变化进行实时调整。

四、继电保护技术在智能电网中注意要点

(一)继电保护技术的复杂性

要想使各类信息可以准确顺畅的在智能电网中相互传递,实现智能电网继电保护系统功能,就要对信息流加强管理。但是继电保护技术比较复杂,继电保护系统是将多元件与子系统相结合的系统,如果其中任一设备出现故障都将导致整个系统功能发生故障,因为两者之间是逻辑“与”关系。在智能电网中,要采用纵联差动的方式对电网进行保护,一般以集中式和后备式为主要保护技术,结合合理配置充分发挥对智能电网实施保护功能。

(二)在继电保护技术中智能电网数据要同步进行

随着智能电网系统逐渐网络化与信息数字化,通常采用合并单元数据的方式的对智能电网进行采样数据收集,所以要想确保继电系统可以准确判断出数据采样同步时间,就需要进一步对全站设备进行统一对时,安置相同的时钟源。还要加强同步网的统一规划和建设,建立与周围地区同步进行系统,开展先进的电力通信网络设备,进而有效保障智能电网可以安全稳定运行。

结论

智能电网作为国家电网未来的发展趋势,而继电保护则是智能电网安全稳定运行的重要保障。近年来,电力系统继电保护中各项技术方面仍然存在很多的问题,因此我们要加强对继电保护的深入研究,确保电力系统的安全性、稳定性、可靠性,从而为智能电网建设提供有利的保障。

参考文献

[1]肖明.智能电网建设中的继电保护技术应用研究[J].低碳世界,2017(2):97-98.

[2]温捷.智能电网中继电保护技术与应用[J].电子技术与软件工程,2017(23):229.

[3]成景屏.智能电网框架下的继电保护技术分析与研究[J].江西建材,2017(14):199-199.

[4]王琢.继电保护技术在智能电网框架下的应用[J].通信电源技术,2018,35(12):94-95.

论文作者:王建民,李录明

论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期

论文发表时间:2019/12/17

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