电力论文智能电网环境下的继电保护

　　电力论文期刊推荐《内蒙古电力技术》创刊于1983年，原名《内蒙古电力》，1994年更名为《内蒙古电力技术》，是内蒙古自治区电机、电力行业惟一的国内外公开发行的综合性技术类期刊，是集中反映自治区电机、电力行业科技水平和科技发展状况的窗口。
　　【摘要】继电保护是电网安全运行的第一道防线，在未来电力工业发展过程中对智能电网的影响至关重要，因此继电保护需要积极应变智能电网的发展。本文分析了我国智能电网现阶段面临的问题，以及存在的机遇和挑战，最后指出继电保护重点研究的内容，期望对我国智能电网环境下继电保护工作有所帮助。

　　【关键词】智能电网,继电保护

　　智能电网建设是我国未来电力发展的新举措，是解决能源问题和提高电网运行能力的重要方式。现阶段我国智能电网发展的特征表现在发电、输电和配用电三个方面。发电方面，必须积极开发新能源，优化能源结构，降低能耗。输电方面，需大力加强超/特高压跨区域输电网络的建设，实现能源资源的优化配置。配用电方面，应积极增加电网与用户的双向互动，优化电能消费方式。从而改变传统保护的不足，为继电保护提供良机。

　　一、我国智能电网建设面临的现实问题

　　(一)远距离、交直流混合、超/特高压输电构成的大电网。我国煤炭、水利、风能等自然资源大多分布在西北部，而用电负荷却主要集中的中东部和南部，使得我国能源分布于用电负荷严重不均衡，从而使得我国在实现电力资源配置方面必须采取远距离、交直流混合、超/特高压的输电方式。

　　(二)波动性新能源电力以规模化接入电网为主要利用方式。采用新能源进行发电是为了更高效的优化能源供应结构，降低对传统能源得依赖程度。风能、太阳能等新能源在以规模化接入电网的同时，其也存在间歇性、随机性和可调度性差的特点，在不稳定的情况下，会对电力系统的稳定造成威胁，产生保护和自动装置误动作。

　　(三)新能源电力缺少就地平衡的互补电源。新能源发电波动性大，输出不稳定，就需要在新能源输出处有足够的就地互补能源。从而增强新能源并网的能力，保持电力的供应平衡，适时调整传统电力资源和运行状态，也减少传统电力设备的老化和资源的消耗。那就就需要一切从实际出发，积极探索新能源与传统能源得优化组合，减少电力系统的波动，达到对智能电网的保护作用。

　　(四)配电网发展相对滞后，缺少需求侧对电网的支持响应能力。配电网是保证供电质量提高电网运行效率的重要环节，而且直接面对用户。智能电网的建设一方面能够加强电网与用户的双向互动，另一方以能够有效的优化资源配置，提升输电效率和降低输电投资。但是随着配电网由单电源转向多电源模式，配电网的保护和控制必须进一步的调整与完善。

　　二、继电保护面临的挑战和机遇

　　智能电网的快速发展也给作为电网按照保障第一道防线的继电宝华带来了机遇和挑战。

　　(一)智能电网建设给继电保护带来挑战。首先大电网、超/特高压对继电保护提出了更高要求，特高压电网故障时谐波分量大，非周期分量衰减缓慢，暂态过程明显，影响保护动作的可靠性和快速性;电流、电压互感器在暂态下的传变特性更差，故障状态转换时容易造成保护误动作;电网间的相互影响使故障特性更为复杂，故障计算误差增加;对继电保护设备，要求具有更高的可靠性、安全性和电磁兼容能力。智能电网的建设使一次系统中出现了大量电力电子设备，这些设备使电网短路电流的特征和分布发生了质的变化，并对故障电流造成影响。为保证其可靠性，不得不按照最严酷的情况进行配置和整定，为了保证其选择性，不能不牺牲后备保护的快速性和灵敏性，网络拓扑和运行方式多变使定值配合式保护失去了生存环境。

　　(二)智能电网建设给继电保护带来机遇。智能电网的发展也促进了新型继电保护平台的研究与应用。在信息采集方面，我国已经构建起实时监测系统，各类主要变电站都安装了同步相量测量单元(PMU)，同时广域测量系统(WAMS)已具规模。这些不WAMS/PMU不仅能够对广域电网进行在线同步测量，而且能够及时的对数据进行更新，达到实时同步信息的继电保护功能。信息通信商，我国已经形成了以光纤为主，以分层分级自愈环网为主要特征的电力通信专网。数字化和的数字化和二次装置的网络化已经形成，建立起标准的信息通信运营平台，实时共享，保护信息资源的操作。另外局放监测、覆冰监测、雷电监测等多种信息系统不断出现，解决着传统继电保护中存在的问题，使得机电部更加可靠。

　　三、继电保护重点研究的内容

　　继电保护必须顺应智能电网快速发展下的电网变革，为更好的保障电网系统的运行，需要从单元件保护和广域保护两个方面着手。

　　(一)单元件保护主要是针对传统元件的硬件改良和软件新原理算法的应用。主要包括发电机、变压器以及交直流线路四大方面。发电机方面，需要进一步对内部短路、整定计算、灵敏度校验等方面进行精确化，后备保护中的过激磁、反时限过流等保护的判据需要与实际机组的承受能力相匹配，进一步确定定、转子一点接地保护的可靠性;对于磁、失步保护与电网保护的有效配合也值得研究。变压器保护方面，变压器内部故障分析计算和保护新原理应用是重点，应解决励磁涌流所存在的非线性、随机性、混淆性以及多样性问题。交流线路保护方面，高阻接地容易对距离保护产生影响，在应对系统振荡短路时无法应对，跨线故障和零序互感存在选相失败和故障测距误差大的问题。直流线路保护方面，障产生行波信号的不确定性在主保护的行波保护应用中仍存在，动态时延、采样率限制和过渡电阻也制约着非线性元件的应用。

　　(二)广域保护。广域保护是近年来继电保护领域的研究热点，以高速实时的信息通信为平台，将多点多类型信息纳入保护系统，从根本上革新了继电保护的配置方式，能够显著提升继电保护的动作性能。

　　智能电网的建设与发展使得继电保护的运行环境发生了显著变化，对电力系统的发、输、配、用环节产生了深远的影响。在各种智能电网先进的信息平台中，继电保护具备了集成广域信息的条件，从而实现其后备保护功能，更高效、可靠地通过转变实现方式大幅度提升保护性能保障电网安全运行的目标。

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