探究基于智能电网的继电保护技术运用论文_吕晓禄1,马庆法2,石璐1,罗婷3

探究基于智能电网的继电保护技术运用论文_吕晓禄1,马庆法2,石璐1,罗婷3

(1.国网山东省电力公司检修公司 济南 250018;2.国网山东省电力公司济南供电公司 济南 250012;3.中国重汽集团设计研究院有限公司 济南 250000)

摘要:近年来,随着电网建设和改造速度的加快,智能电网得以快速发展起来,继电保护作为智能电网的核心技术,在智能电网运行过程中发挥着重要的保护作用。文章对智能电网进行了概述,并对智能电网的继电保护技术进行了分析,同时对继电保护技术的发展趋势进行了具体的阐述。

关键词:智能电网;继电保护技术;运用

引言

智能电网是电网发展过程中的必然趋势,它无可比拟的各项优势在建设高性能电网的过程中,带来了不断更新的新技术和新设备。随着智能电网运行研究的不断深入,继电保护技术也相对快速发展起来,迈入了一个新的阶段,继电保护装置越来越广阔的功能和应用范围同时也为智能电网提供了稳定的发展基础。文章通过对继电保护与智能电网之间相互作用关系的技术应用分析,深入探讨了继电保护技术在智能电网中的应用,为继电保护装置的正常运行提供了有效的参考价值。

1、智能电网概述

智能电网要求系统在经历故障时,把故障的影响局限在最小范围以内,并且能够迅速恢复供电。它具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的特点。智能电网具有强大的电力输送能力和安全可靠的供电能力,在保护环境的前提下,能够降低能源消耗和污染排放,做到经济高效;在灵活调整电网运行方式、兼容各类电源和用户接入退出的同时,还能将电网、电源和用户的信息透明共享,做到友好互动并且透明开放。而智能电网中电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的应用,必将给电力系统继电保护带来前所未有的影响。

2、智能电网的继电保护技术

目前智能电网在计算机技术、网络技术和智能化技术的基础上,有效的实现了控制、测量、保护和数据通信的一体化,促进了继电保护技术的发展。而且各种高科技技术基础上形成的继电保护装置,不仅具有高速的运算能力和存储能力,同时有效的实现了算法优化。在集成电路、采集技术、模数转换技术、数字滤波技术和抗干扰技术的基础上,继电保护装置在响应速度和可靠性方面都取得了较快的提升。由于当前智能电网建设改变了传统的电力系统形态,对继电保护产生了较大的影响,因此对继电保护技术进行深入的分析显得极为重要,这也为智能电网的安全稳定运行提供保护。

3、智能电网继电保护核心技术

3.1广域保护技术

广域保护技术即是针对电力网络系统的子集,把子集认作是进行电网运行障碍分析和处理的最小单位,在一定范围内进行继电保护信息的采集和分析,迅速找出故障原因,及时进行处理。广域继电保护包括安全自动控制和继电保护,为电网自我控制和修复提供更多的解决方案。广域继电保护的关键作用是从根本上解决了传统继电保护整定配合复杂的难题,从而提高了继电保护自适应能力。

3.2 保护系统重构技术

基于智能电网的继电保护技术中,现代智能电网要求继电保护自适应装置可以进行适当的改变,其中涉及保护系统的重构技术。继电保护系统本身就具有重构功能和自我诊断功能,甚至还可以在继电保护元件无法正常工作时,自动寻找替代元件以恢复继电保护功能。因此,为了达到上述要求,应对继电保护装置进行重新构建。

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3.3 电子式互感器、合并单元、智能终端等智能设备的应用

在智能电网的完善中,智能一次设备的安装及二次设备的光线网络化,为电网运行数据信息的实时高效采集提供了技术支撑,为智能电网对自身状态分析,尤其是评估工作,提供了更加准确的运行信息,从而促进继电保护系统性能的提高。电子式互感器是用以传输正比于被测量的量,供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。电子式互感器与传统电磁式互感器相比有较大优势:电子式互感器没有铁芯,没有传统互感器的磁饱和和铁磁谐振问题,抗干扰能力强;动态范围大,一个电子式互感器可以同时满足计量和保护的需要;二次可直接输出数字信号与其他智能设备接口,满足智能电网的要求。

合并单元的作用是将互感器传递过来的电流电压值进行合并同步处理后,按照一定的传输标准,将采样值传送给保护测控及计量等装置。合并单元可以是互感器的一个组成件,也可以是一个分立单元。智能终端与一次设备采用电缆连接,与保护、测控等二次设备采用光纤连接,实现对一次设备的测量、控制等功能。相当于集成了常规变电站操作箱和测控装置的部分功能。

3.4 网络交换机及光缆的大量应用

常规变电站综合自动化系统只有站控层交换机,所有保护测控装置均连接至站控层交换机。智能变电站除了站控层交换机还需要配置过程层GOOSE交换机和过程层SV交换机。智能变电站中合并单元将交流电流电压量实现了数字化输出,并采用光纤传输;继电保护设备之间的跳合闸命令和联闭锁信息也通过光缆直接连接,采用GOOSE机制传输;传统电缆已被大量的光缆取替。

4、继电保护发展趋势

4.1安稳及自动化装置性能

现行的电网广域监测系统网络运用在智能电网中,不仅提高了整个电网的共享信息的自我保护能力,而且具备了紧急控制功能。因此,智能电网可以利用已建成的网络,提高敏感性不强的后备保护的速动性,改变安全自动设备现有的动作设置原则,使其更快速动,降低故障对电网的冲击。此外,可使保护的动作时间更高效可靠。安稳及自动化装置在可靠判断系统故障后,以最快的速度按动作设置出口,隔离故障,避免更大的恶性事故如发电网崩溃等的出现。

4.2网络化的二次继保的在线整定

智电变电站不仅实现了网络化、准确化,也实现了智能设备与维护人员的互动能力,具备在线整定功能。对二次继保而言,网络准确化的变电站改变主要有三个:一个是数据的传输,各种的电气量控制信息从原来的二次电缆改为了光纤电缆及网线通道;二是数据的采集,由于共享数据网的存在,所辖系统的相关设备元件的电气量二次继保定值都可在线采集;三是在线整定,对于开放在线整定权限的二次继保设备可以远程整定,如调度可以远程投退线路的软压板,系统运行方式改变时可以远程修改定值。

5、结语

电网的最终发展方向就是智能电网,在其发展过程中继电保护也会随之发展,将先进的技术设备提供给智能电网。继电保护技术在智能电网的推动下会更加信息化、计算机化、网络化和数据通信、测量、保护、控制一体化,在运行中会更加稳定、安全。对电力控制系统与电网故障中的继电保护装置的隔离功能进行强化,可以使电力系统发挥保护作用时更具可靠性、稳定性与安全性,为建设智能电网打下牢固的基础,更深层次的提高继电保护管理水平。

参考文献

[1]庄伟,牟龙华.智能配电网信息物理融合保护系统的研究[J].电力系统保护与控制,2012,40(4):113-118.

[2]米雪峰,张全娥,孟建军等.浅析智能电网对继电保护及其整定软件的影响[J].电力安全技术,2012,14(5):26-29.

[3]林利锋,黄景亮.浅谈电力系统中智能电网继电保护相关技术[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版), 2012,29(4):250-250.

论文作者:吕晓禄1,马庆法2,石璐1,罗婷3

论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期

论文发表时间:2017/9/19

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