摘要:随着我国电力行业的技术水平不断提高,当今智能电网已经成为了电力领域重点的发展方向,智能电网的应用不仅能够提高电力供给的质量和效益,也保证了电力系统的稳定性,需要不断进行研发和发展。在智能电网建设当中,继电保护是十分重要的工作内容,直接关乎着整个电网的稳定性。
关键词:智能电网环境下;继电保护;问题
1 智能电网概述
简单而言,智能电网就是在传统电网中融入计算机网络技术、人工智能技术、模糊神经系统等,可以实现远程操控、数据通讯、自动监控等功能,实现对整个电网的自动化控制,在电网实际运行中,如果对电网局部发生故障的部位进行自动化检修(非硬件故障),不会影响其他部分的运行,不需要过长的时间即可恢复电网功能,避免传统继电保护造成的长时间断电问题出现。在智能电网中应用继电保护技术,可降低电网运行故障的概率,避免因为电网局部故障影响整个电网功能,将经济损失降到最低。从近些年智能电网实际运行情况来看,智能电网的出现可以有效提高电网运行效率,确保电力系统在实际运行中的可靠性与安全性,提高资源利用率、减少污染排放,这与实现我国提出的节能减排理念相符合。
2 智能电网环境下继电保护面临的问题分析
2.1大电网的问题
“大电网”就是将我国能源和负荷呈逆向分布的态势,煤矿资源、水力资源以及风能型城市大多分布在我国的西北部地区,这是自愿分布的大致区域,但是我国用电负荷比较集中的城市又分布在南部以及沿海地区,从地域分布上来看,相隔较远,这一实际情况决定了我国电网分布的特殊性,因而为了满足客观需求,国家电网采用了远距离、交直流混合、超高压、特高压的输电方式实现资源的优化配置。但是随着用电负荷的不断增大和电网规模的复杂化,给电力系统造成了较大的压力并在运行中存在着很大的安全隐患。电力系统有着较为庞大的系统,造成发生安全事故的概率也很大,并且在大型互联电力系统增强电能输出的同时,对局部的扰动会产生对全部网络造成的故障威胁,因此对直流输电大容量、高利用率,社会综合效益明显的特征国家电力部门应重视起来。
2.2 难以对智能电网的超特高压环境进行适应
在智能电网环境中,最突出的一点特征就是在智能电网之中存在着超/特高压,相比于一般的电压,超/特高压在运行的过程中只有在高质量的继电保护中才能有效运行,如果继电保护在使用的过程中存在着难以适应超/特高压环境方面的问题,就会导致智能电网在运行的过程中出现严重的故障,进而产生分量比较大的谐波,而且非周期分量也会随之受到削弱,继电保护工作的可靠性会逐渐地下降,不利于继电保护工作的持续开展。同时,在超/特高压环境下,继电保护在进行工作的过程中只有具有超高的可靠性以及安全性,才能保证智能电网的正常运行。
2.3 配电网发展速度较慢
随着资源的紧张,我国已经提出建设节约型社会,因此要提升输电效率,降低电力投资,就需要对电力网络进行整改,使用智能型的配电系统,不断加强电网系统和用户的互动交流环节,配电网的建设要保障用户的用电需求,改变配电网的单电源向多电源的模式转变,并对控制技术和配网保护进行相对应的提升和调整。
3 智能电网环境下继电保护的应用措施
3.1广域保护
关于保护是电网在智能运行中,对电网子集以继电保护为分析对象的运行单位,按照子集的运行情况选择适合的数据信息并合理分析,以此来掌握智能电网的整体运行情况。广域保护在具体运行中要把整个电网按照不同的区域进行划分,再按照划分好的区域进行继电保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆广域保护的主要组成部分是控制和保护,控制室在电网运行时相应的自愈方案,可以保证在运行的时候有效的实现自我保护,保护是对整个电网的运行状态,通过对信息进行分析,判断故障的原因并对此原因提出相应的解决措施,保护主要是对运行中出现较为复杂的问题检修保护作用,关于保护在整个继电保护中有着较为重要的作用,广域保护能确保智能电网的相互适应和融合,保障智能电网的稳定运行。
3.2智能电器设备以及电子传感器
传统电网与智能电网最大的差异就是智能化,也就是针对电网的实际运行情况进行分析,并在一定程度上可以解决电网的故障问题,从而实现对各种智能化设备(包括部分非智能设备)的管理与控制。与此同时,当今智能电网中的智能设备覆盖面越来越广泛,在电能的传输、转换、储存、使用等各个方面都可以实现智能化控制。其中,电压智能传感器是智能变电站重要的组成部分,在智能变电站正常运行的过程中,可以通过安装相应的智能传感器,从而自动收集变电站运行电压,并对电力设备运行状态数据进行全面的分析与评估,为电网故障维修提供强有力的信息数据,这样即可加强继电保护的效应。
3.3保护装置配置
在最小保护范围内将输变电元件切除,是保障系统可靠供电的关键方法,对于原有后备保护配置会大范围切除非故障元件,不仅会降低系统稳定性,同时还会造成停电事故范围加大,必须要进行优化分析。或者是常见的主保护与重合闸配合,很容易造成系统受到二次故障冲击,而降低系统供电安全性。根据此在进行设计时,可以应用同塔双回线六相综合重合闸方式,即在输电断面功率处于2141~4799MW 范围时,同塔双回输电功率可以占到 52%,应用六相综合重合闸方法,可以提高暂稳定极限值,即便是系统出现永久跨线故障,也可以保证三相运行正常。另外,还需要确定最佳整合时间,以专业数值积分计算程序完成系统暂态能量的计算,作为最佳整合时间确定的依据。如果单相重合为最佳时间重合,能够提高 5%~11% 对应故障暂态稳定极限值。并且,三相重合闸,暂态稳定极限可提升的幅度更大。故障点距离、传输功率以及保护动作时间对最佳整合时间产生的影响比较小,但是暂态能量会随着重合时间的变化而变化,因此在实际设计中,需要应用离线计算所得最佳整合时间。
3.4可再生清洁能源并网
可再生清洁能源并网,主要是将清洁能源引入到电网中,是智能电网发展的主流趋势。可再生能源来源丰富,对于环境的污染度较小,可以有效缓解当前的能源危机问题。但是,可再生清洁能源开发技术还不够成熟,智能电网运行中,对于智能电网运行带来了不同程度上的影响。风能机接入到智能电网中,由于接入点不同,将会为电流保护带来不同程度上的影响。如果相邻线路出现故障问题,由于电流方向不同可能加剧继电保护反向误动问题出现。由于风能及工作状态和接入类型的不同,将会对故障电流产生不同程度上的影响。所以,接入可再生能源后,应该推动继电保护技术创新和完善,对于其中的问题可以综合分析,寻求合理措施进一步优化和完善。诸如,新能源电流自身的随机性和间歇性特点,降低新能源电力带来的不良影响,可以实现对电力设备的监测和控制。
结语
继电保护对于电网运行存在重要意义,面对现在智能电网的建设要求,需要在原有基础上,来对继电保护技术应用中存在的缺陷进行分析,从技术角度出发,确定其技术优化方向,确保可以充分发挥继电保护技术在电网运行保障中具有的功能性,减少各类故障的发生,将事故影响范围控制到最小。
参考文献:
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[3]付鹏.浅析智能电网环境下继电保护技术[J].中国新技术新产品,2017(17):33-34.
[4]王文生.智能电网环境下的继电保护初探[J].机电信息,2015(06):99+101.
论文作者:杨旸
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
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