智能电网时代继电保护技术研究

摘要：在我国电力系统进行了一次关键变革就是智能电网的建设，职能电网也是我国电网的未来发展方向。近年来，我国已经逐步的开始了智能电网的建设工作，在电网的建设过程中新设备和新技术的应用，将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设工作的逐步推进，相关职能电网的理论研究已经逐渐的深入，继电保护专业要逐步的适应电网向智能化电网的逐步转向，也要为智能电网的建设提供相关的技术支持。

关键词：智能电网 继电保护　技术

中图分类号：TM6　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)007-033-02

1　智能电网的发展趋势

智能电网的英文翻译为SmartGrid，又可以被称为智能网或智能网格。智能电网的定义是：在中国，智能电网是以基础物理电网为基础，以特高压和超高压电网为骨干网架、以各级协调发展的基础电网坚强为基石，将现代化先进的通信技术、传感测量技术、计算机技术、信息技术和控制技术与基础物理电网进行高度集成而逐步集成实现的新型的职能化得电网。智能电网具有自愈、稳定、经济、兼容、优化、集成等特征。智能电网的本质就是对能源实现兼容利用以及对相关绿色能源的替代，智能电网需要对开放的系统进行相关的创建以及对共享的信息模式进行建立，并在此基础上，对电力系统中的相关数据进行整合分析以及营运管理优化的电网。

智能电网主要是应用电网网络终端的传感器形成一个相关的网络互动，这个互动网络将电网公司和电力用户之间、用户与用户之间进行及时、快速的及时连接。且连接中传输的数据具有高速(high-speed)、实时(real-time)、双向(two-way)的特点，且在数据连接之中，使得电网的综合效率和使用能力得到整体性的大幅度的提高。智能电网具有如下一些特点：

首先，智能电网可以实现电力使用数据双向互动的智能传输和相关性能分析，使得电力公司具备实行动态的浮动电价制度的基础和技术条件。

其次，智能电网可以利用智能传感器等先进的设备对电网中的输电、发电、供电、配电等关键设备及关键环节的运行状况和使用数据进行实时的监控，使得电力公司可以对电力能源的使用进行动态的调动，使得电力供应的高峰期时，不出现电力缺口，提高电网供电的稳定性和可靠性。

第三，通过智能电网的建设可以将新型的、可替代的能源通过智能电网的接入口能够接入电网之中，实现绿色能源的应用率和能源得分布式和智能化的管理。

其四，在智能电网中的智能电表也可以起到互联网路由器的作用，以其终端用户为基础，推动电力部门进行运行宽带业务、通信业务或传播电视信号。

智能电网首先要对一个双向高速的通信网络进行建立，其次是在电力系统各个环节的关键设各上如“发、输、配、用”等环节对相关传感器进行安装，再有就是一个拥有足够智慧的控制系统也需要进行监理，传感器和控制系统是一个智能电网必不可少和不可或缺的基础。智能电网具备更好的可靠性和安全性，实际上智能电网还需要具有更多的特点和特征，如对于攻击的抵御能力、电网设备的运行效率的不断提高、各种不同的发电形式的兼容式和智能式接入等。智能电网不仅需要对大量的智能设备及传感器进行安装，而且很多技术难题也需要进行解决，如通信规约问题、储能技术、智能设备的研制，因而和传统电网相比，智能电网的投资要大得多。

建设智能电网是一个复杂巨大的工程，设计到的方方面面的工作很多，对我国来讲又无成熟的可供借鉴的经验，智能电网的建设难度往往比较巨大。电力产业一般由以下四个流程组成，即发电环节、输电环节、供电环节、用电环节和电力服务环节。对智能电网的建设过程可以被看出人类对自身赖以生产的能源体系智能化和动态化改造的过程。以发电环节为例，对智能电网的建设就是人类应用相关的能源技术和发电技术将太阳能、风能、地热能、石油、天然气、核能、氢能、煤炭和生物质能等进行重新整合和智能化应用的过程；就输电环节而言，就是人类应用新材料对电网的输电损耗的问题进行相关的智能化改进。就供电、用电两个环节而言，就是如何实现智能电网管理效益最大化和解决分布式能源管理等问题。

对上述问题进行逐步解决的主要途径就是进行智能电网的建设。智能电网对电力系统而言它是一个完整的基础没施体系和信息架构体系，实现对电力资产、电力客户、电力运营进行持续性和智能化的监视，利用智能化的电力应用的信息对电网公司的工作效率、管理水平、电网服务水平和可靠性进行大幅度的提高。智能电网与传统的电网相比，它对电网的监视的详细程度和监视范围进行了进一步扩展，对各种实时信息和管理信息进行了整合，为管理人员和电网运行提供了更完整、全面和细致的电网状态视图，并对电力业务的优化和分析进行了进一步的加强，改变过去基于时间滞后的、有限的信息对电网进行传统方式管理的过程，帮助电网企业实现更智能化和精细化的管理和运行。

2　智能电网的继电保护

继电保护是实现电力网络及相关设备监测保护的关键技术，目前继电保护技术逐渐和信息技术以及网络技术相结合，继电保护技术正向着智能化、计算机化和网络化方向发展，逐步的实现了电网的保护、控制、测量和数据通信的逐步一体化。截止到2010年底根据国家电网的相关统计数据显示，全国220kV及以上系统继电保护装置的计算机化和网络化控制率已经达到96.41％。

2.1　智能电网继电保护构成

智能电网的一些智能化的特殊特点对智能电网中的继电保护提出了更高要求，同时智能化电网的发展也为各种技术如网络技术、信息技术在电力领域的应用提供了条件。智能电网中可利用智能传感器对整个电力应用的各个环节进行实时监控，如的输电环节、发电环节、供电环节和配电环节等在电力应用过程之中的设备的运行状况进行实时监控，然后通过智能网络系统将智能传感器中获得的相关数据进行整合收集、同时进行相关的智能化处理。另外，对智能电网的继电保护装置而言，除了需要具备基本的继电保护功能之外，还需要具备智能化的故障诊断和自我修复的功能。且在其他关联设备发生意外时，也可以起到快速隔离的功能。只有这样才能提高智能电网的问题，避免大规模停电以及恶性事故的发生。

2.2　继电保护技术的升级

智能电网的建设及规划改变了传统电能传输的某些特点，和传统电网相比，智能电网具备了更多数字化和信息化的特征，因此，和智能电网相关的继电保护技术也应该随之升级换代，在智能电网时代的继电保护技术应该具备以下一些特点：

(1)数字化特点。在智能电网之中，互感器故障率会大大的降低且其相应的传输性能也将会得到大幅度的提高，这两点的改变使得新一代的继电保护装置不需要在对以下问题进行考虑，如：电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障等。继电保护装置性能的提高也由于电气量信息传输的真实性带来了一些便利的和基础性的条件。

(2)网络化。在智能电网之中新一代的数字化变电站将会对传统继电保护信号的发送媒介以及相关信息的获取途径进行了智能化的改变。且在智能电网中将会和互联网进行智能化的连接，这样用户可以利用共享的网络上的相关信息，网络化的提高继电保护装置的性能，同时也对电网中的继电保护装置的配置进行智能化的简化。

(3)自动整定技术。传统的自适应自整定保护仅能对定值进行调整，在整定过程之中还需要根据被保护线路的运行情况进行分析，不能对全网信息进行实时、准确的利用，进而通过对运行方式进行判断来调整定值。智能电网的继电保护应实现了对智能电网的全网的联网进行自动整定和自动配置，从分散独立的保护变为系统分布协同的保护。

2.3　员工技术提升

智能电网的应用和建设对电网操作维护人员的素质提出了极高的要求，它要求相关业务人员要具备极高的业务能力和业务素质。通过调查，我们发现我国的各大电力公司在人力资源准备上，没有做好电网升级换代的准备。因此，为了适应智能电网应用的发展，我国电力公司必须积极实行人才强企战略，培养高素质、高业务能力的人才。具体措施是：电力公司可以积极开展技术竞赛，技术培训等活动，通过企业内和企业外的相关培训，使新进或新转入继电保护岗位的大学生或工作人员，能够对继电保护岗位的实践技能和专业知识进行较全面的掌握，为智能电网的建设和应用打下扎实的人才基础。

3　结束语

对于智能电网来说，继电保护装置是维护其安全稳定运行的基础和关键，继电保护装置起着将电网故障与电力控制系统隔离、防止事故扩大的作用。因此，对智能电网时代的继电保护技术进行探讨和分析，可以为我国智能电网的安全运行和建设提供基础和保障，使得我国继电保护管理水平的总体工作目标得到进一步提升，为我国智能电网的建设和铺垫工作提供基础和保障。