隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，社會對電力的依賴程度越來越大。為適應(yīng)大電網(wǎng)發(fā)展的需要，相繼出現(xiàn)各種新能源發(fā)電，新能源的接入使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。我國電網(wǎng)現(xiàn)在向智能化電網(wǎng)一步步發(fā)展，從而保證對新能源的充分配置與利用。確保智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行便對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)和管理水平提出了更高的要求。在電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行中，繼電保護(hù)所起到的作用是不言而喻的。因此，不斷提高繼電保護(hù)人員素質(zhì)和繼電保護(hù)技術(shù)及其裝置運(yùn)行水平是電力企業(yè)的一項重要工作。

  智能電網(wǎng)作為當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，已經(jīng)由最初模糊的概念到了具體實施階段，隨著我國提出“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”的概念，我國已經(jīng)開始現(xiàn)代化、智能化變電站建設(shè)試點(diǎn)的研究，由于電力市場的深入改革，電網(wǎng)環(huán)境日益變化更新，智能電網(wǎng)將改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，數(shù)字化變電技術(shù)、電子式互感器、廣域測量技術(shù)、交直流靈活輸電及控制技術(shù)將一步步實施，而這些技術(shù)都影響著繼電保護(hù)對智能電網(wǎng)的作用，所以智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)技術(shù)與原理升級勢在必行。

一、我國智能電網(wǎng)建設(shè)面臨的問題

1、遠(yuǎn)距離、交直流混合、超/特高壓輸電構(gòu)成的大電網(wǎng)

  我國能源與負(fù)荷呈逆向分布，煤炭、水力和風(fēng)能等資源主要分布在西部和北部地區(qū)，而用電負(fù)荷集中在中、東部地區(qū)和南部沿海地區(qū)，中間相隔上千公里，從客觀上決定了需要采取遠(yuǎn)距離、交直流混合、超/特高壓的輸電方式實現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置。電力系統(tǒng)越龐大，事故發(fā)生概率越高，且大型互聯(lián)電力系統(tǒng)在增強(qiáng)輸電能力的同時也激生了由局部擾動衍生為全局故障的潛在威脅，數(shù)次大停電事故證明了這一個威脅的高發(fā)性。

2、波動性新能源電力以規(guī)?；尤腚娋W(wǎng)為主要利用方式

  新能源發(fā)電的目的是優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，減少電力系統(tǒng)對一次化石能源的消耗。新能源電力具有間歇性、隨機(jī)性和可調(diào)度性差的特點(diǎn)，在電網(wǎng)接納能力不足的情況下，會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定造成威脅。新能源電力并網(wǎng)時，線路中的潮流會發(fā)生較大變化，進(jìn)而影響電網(wǎng)有功和無功功率的分布，增加了系統(tǒng)控制難度。所采用的逆變設(shè)備和大量的電力電子設(shè)備會產(chǎn)生一定的諧波分量和直流分量，接入系統(tǒng)后會影響電能質(zhì)量，還可能導(dǎo)致保護(hù)和自動裝置誤動作。再是新能源電力波動性大、難以穩(wěn)定輸出，如果缺少足夠的就地互補(bǔ)電源，則會出現(xiàn)以下問題：已建成的新能源裝機(jī)無法充分并網(wǎng)，風(fēng)電棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重；新能源接入后為了達(dá)到電力供需平衡，燃煤機(jī)組需要頻繁調(diào)整出力，運(yùn)行工況變化大，造成設(shè)備老化加快和發(fā)電煤耗增加；此外新能源電力并網(wǎng)造成的系統(tǒng)調(diào)峰容量下降還會降低電網(wǎng)安全裕度。

3、配電網(wǎng)發(fā)展相對滯后，缺少需求側(cè)對電網(wǎng)的支持響應(yīng)能力

  配電網(wǎng)直接面向用戶，是保證供電質(zhì)量、提高運(yùn)行效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建設(shè)智能配用電系統(tǒng)，加強(qiáng)電網(wǎng)與用戶的雙向互動，調(diào)動用戶積極性，能夠有效提升發(fā)輸電效率，降低電力投資，節(jié)約社會資源。例如通過開展用電激勵機(jī)制，使電動車采用白天行駛、夜間充電的運(yùn)行方式，有利于電網(wǎng)的峰谷平衡，改善電網(wǎng)負(fù)荷特性，減少為維持電網(wǎng)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的調(diào)峰費(fèi)用。且大量分布式電源接入后，配電網(wǎng)應(yīng)該具有滿足用戶向電網(wǎng)反向送電的能力，為了應(yīng)對配電網(wǎng)由單電源模式向多電源模式的轉(zhuǎn)變，配網(wǎng)保護(hù)及控制技術(shù)也要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

二、智能電網(wǎng)環(huán)境下繼電保護(hù)的應(yīng)用

  智能電網(wǎng)環(huán)境中，繼電保護(hù)的作用是首當(dāng)其沖的，智能電網(wǎng)的供電方式對繼電保護(hù)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，因為智能電網(wǎng)中通過傳感器對發(fā)電、配電、供電、輸電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控。

  智能電網(wǎng)的各種特征也同時要求著繼電保護(hù)裝置技術(shù)方面的升級，本章對此進(jìn)行了下述幾方面分析：

1、數(shù)字化

  隨著智能電網(wǎng)的改善及建設(shè)，智能化儀器及設(shè)備不斷的推廣，并且越來越偏向于數(shù)字化，主要體現(xiàn)在電子互感器與各種數(shù)字接口實現(xiàn)的測量手段的數(shù)字化，其次是光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的信息傳輸數(shù)字化，電子互感器消除了傳統(tǒng)的測量儀的測量誤差，在繼電保護(hù)的未來發(fā)展中，主要的工作重心就是利用數(shù)字化的傳感器提升對繼電的保護(hù)。

2、網(wǎng)絡(luò)化

  在智能電網(wǎng)信息化、自動化的同時，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)操作人員的工作方式、信息共享、網(wǎng)絡(luò)平臺的建立將會受到智能電網(wǎng)的影響促使繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化對繼電的保護(hù)主要表現(xiàn)在信息的獲取和發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)化給繼電保護(hù)帶來了安全，使得網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)了共享式，這樣信息的獲取與發(fā)送使電網(wǎng)運(yùn)行實現(xiàn)高效化，把突變站的所有設(shè)備的信息都緊密聯(lián)系在一起。信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化使得控制信號更加及時準(zhǔn)確的傳遞于整個系統(tǒng)中。

3、自動整定技術(shù)

  自動適應(yīng)保護(hù)的思想在繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域中已被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的自適應(yīng)保護(hù)只能根據(jù)被保護(hù)線路的運(yùn)行情況對定值進(jìn)行調(diào)整，不能利用全面信息實時準(zhǔn)確的判斷運(yùn)行方式來調(diào)定值。智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)把整個電力系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備有機(jī)結(jié)合在一起，實現(xiàn)對系統(tǒng)的分布保護(hù)，大大增大了繼電保護(hù)的精確度和安全性。

三、繼電保護(hù)重點(diǎn)內(nèi)容

1、發(fā)電機(jī)保護(hù)

  發(fā)電機(jī)保護(hù)方面，需要重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)部短路，特別是匝間短路保護(hù)，在保護(hù)方案設(shè)計、整定計算、靈敏度校驗等方面需要進(jìn)一步的精確化；后備保護(hù)中的過激磁、反時限過流等保護(hù)的判據(jù)需要與實際機(jī)組的承受能力相匹配；定、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)的可靠性；失磁、失步保護(hù)與電網(wǎng)保護(hù)的有效配合以及超大容量機(jī)組保護(hù)運(yùn)行的特殊性等方面也有待深入研究。

2、變壓器保護(hù)

  變壓器保護(hù)方面，勵磁涌流識別仍然是關(guān)注的焦點(diǎn)，因勵磁涌流所存在的非線性、隨機(jī)性、混淆性以及多樣性特征，使得目前解決方案并非完美無缺，變壓器內(nèi)部故障分析計算和保護(hù)新原理仍是研究的重點(diǎn)。

2、交流線路保護(hù)

  交流線路保護(hù)方面，距離保護(hù)易受高阻接地影響，系統(tǒng)振蕩中再發(fā)生短路時應(yīng)對不足，躲過負(fù)荷能力較弱；應(yīng)用于同桿并架雙回線時，受所利用電氣量范圍的限制以及跨線故障和零序互感等因素影響，存在選相失敗和故障測距誤差大的問題。

3、直流線路保護(hù)

  直流線路保護(hù)方面，作為主保護(hù)的行波保護(hù)應(yīng)用時仍然存在著受故障產(chǎn)生行波信號的不確定性（故障初始角、波速以及母線接線方式的影響）、線路兩端非線性元件的動態(tài)時延、采樣率限制以及過渡電阻影響等問題的制約。

結(jié)束語

  智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重要變革，是未來電網(wǎng)發(fā)展方向。在智能電網(wǎng)環(huán)境中，新一代的繼電保護(hù)裝置提高了裝置的性能，為信息的傳輸提供了便利的條件，智能電網(wǎng)推動了繼電保護(hù)的發(fā)展，使繼電保護(hù)向著網(wǎng)絡(luò)化、信息化和通信一體化發(fā)展。繼電保護(hù)的傳統(tǒng)技術(shù)在智能電網(wǎng)壞境下有明顯的不足，還有許多問題需要改善，但是經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的不斷探索與創(chuàng)新繼電保護(hù)技術(shù)將適應(yīng)電網(wǎng)需要逐步向智能化發(fā)展，跟進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)步伐，為智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展保駕護(hù)航。

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