智能电网特性的继电保护技术研究
​严敏
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​严敏,. 智能电网特性的继电保护技术研究[J]. 电网技术研究,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157031.
摘要:
有效运用智能电网特性的继电保护技术,能够增强继电保护系统的运行效果。基于此,本文根据技术整体架构、技术配套设施,以及信息收集、信息处理、指令下达、信息共享这几个技术环节,研究了智能电网特性的继电保护技术,为继电保护技术水平的发展提供参考及借鉴。
关键词: 智能电网;继电保护;信息处理
DOI:10.12721/ccn.2021.157031
基金资助:

引言:电子设备的在人们生活中的普及应用,使得社会用电量高速攀升。为了满足现代社会对电力的需求,当前各个电力企业纷纷开展了智能化电网建设,以提高供电的效率和质量,而继电保护系统作为电力系统中的重要组成部分,人们通过围绕智能电网特性,开展针对继电保护技术的研究,能够使继电保护系统的运行更加适应智能电网环境,增强电力系统的作业效果,因此,在智能电网建设过程中,应结合配套继电保护技术的研究分析结果,构建出一套科学合理的技术应用方案,以准确、到位地落实各项继电保护技术环节,使该项智能电网建设应用保障技术能够更好地发挥自身的优势性能,增强智能电网特性继电保护技术研究工作的作用,全面推进智能电网建设领域的可持续优化发展。

一、继电保护技术整体架构

一般来说,智能电网具备自愈、抵抗攻击、启动电力市场等八大特性。在此背景下,继电保护技术所具备的智能电网特性主要以自愈特性为主。在此过程中,由于继电保护体系本身的作用就是隔离故障,防止故障问题扩散,因此,在智能电网中,继电保护技术通常被用于切断故障部分,并向中控系统提供故障信息,以便于中控系统根据该信息进行自愈操作,实现电网自愈特性的塑造。基于此,智能电网特性的继电保护技术整体架构应包含四个部分,即传感器、决策部分、控制器、继电保护设备。在该架构的运行中,系统先利用传感器,实时检测电力设备的运行状态,再将状态信息发送到系统的决策部分,然后决策部分会根据所接收到的电力设备运行信息,判断电力设备是否出现故障,若判定电力设备出现故障,决策部分则会立即向继电保护控制器下达继电保护指令,启动继电保护设施,将故障设备隔离出电网,实现电网的安全稳定运行。

二、继电保护信息收集环节

在继电保护技术中,信息收集环节是技术落实的第一项环节。在该环节中,继电保护系统需要借助传感装置,收集各项电力设备运行参数信息,为继电保护启动决策提供依据。就目前来看,人们通常会应用电子式互感器来实现继电保护信息的收集。其中,电子式互感器是指由电压、电流传感器、二次转换器组成,互感器中的电流、电压传感器可以向继电保护系统提供实时的电力设备运行电流、电压参数,完成信息收集这一技术环节。在此过程中,一旦电力设备出现故障,那么传感器所传输的电流、电压参数就会出现异常,帮助继电保护系统及时、准确地对故障进行判断,实现信息收集技术环节的效用。在智能电网背景下,电子式互感器通常采用数字接口,进行信息的收集和传输,因此,当前继电保护技术的信息收集环节,需要一组互感器共用一台合并单元完成。

三、继电保护信息处理环节

在继电保护技术中,待信息收集完毕后,系统还需将收集到的信息加以处理,以得出最后的故障、异常判断结果。在该环节中,系统需要将实时的电流、电压数据与标准参数相对比,如果超出标准参数范围,就说明电力设施存在故障,需启动继电保护。在此过程中,由于所需处理的运行信息为实时信息,规模较大,因此,在实际的信息处理技术环节运行中,人们通常会采用大数据技术,并结合聚类算法,进行海量数据的处理,以快速地得出参数异常判断结果,实现智能电网特质的继电保护技术。此外,因为该环节所在的网络层与信息环节所在的网络层不同,信息处理系统需要通过接口来接收信息收集层所传递的信息,所以在该技术环节中,应采用冗余设置,以及TCP/IP协议,以保证信息处理环节运行的稳定性与安全性,增强智能电网特性的继电保护技术实施效果。

四、继电保护指令下达环节

当继电保护系统判定电力设备存在故障时,系统需要向控制器下达继电保护启动指令,使故障部分从电网中隔离,落实继电保护技术。在该环节中,继电保护指令的下达主要依赖于通信网络,继电保护信息处理环节需要借助通信网络,完成与控制器之间的信息传递。在此过程中,该通信网络一般为继电保护专用的通信信道,结合自愈光纤环网,构建出的网络信息传输平台。由于该网络平台位于系统边界处,因此,在构建指令下达网络时,需注意做好信息安全防护工作,以控制继电保护运行风险,增强该技术的实施效果。在信息安全建设中,需设置好入侵检测系统、病毒检测系统,结合安全协议、身份认证、防火墙等信息安全防护技术,为继电保护技术的安全运行提供保障。

五、继电保护信息共享环节

在智能电网的背景下,继电保护技术中还需包含一个信息共享环节,该环节的主要作用是,将故障信息发送到电网中控处,帮助智能电网系统对电力设备故障进行诊断和自愈,同时,向工作者显示故障信息,必要时,为工作者的手动故障修复提供依据。在该环节中,继电保护系统需要将故障信息发送到中控系统的数据库中,然后中控系统会对数据库中的故障信息进行处理,再根据处理结果定位故障点、故障类型,形成自愈操作指令,并通过向下层电网控制器下达该自愈指令,以消除故障,或向工作者提供维修建议,使其能够及时、准确地排除电力设备故障,增强继电保护技术的实施效用。在此过程中,应当注意塑造中控与继电保护系统之间接口的互联互通功能,以便于工作者能够通过中控对继电保护系统进行操作,落实所需的排故操作,深入优化继电保护技术的运行水平[1]

六、继电保护技术配套设施

在智能电网背景下,继电保护技术的实施离不开配套设施的支持,因此,应做好配套智能化、信息化继电保护设施,以保持继电保护技术的正常运行。在此过程中,应当从软件、硬件两种主要设施入手。在软件方面,设置好信息共享程序系统、故障警报系统、状态监控系统等,以承载各项继电保护系统功能,保证该技术的落实效果。在硬件方面,由于智能电网是24h不间断运行的,相应的继电保护系统也应实现不间断运行,因此,为了保证电网继电保护系统的稳定性,需设置UPS不间断供电系统,增强传感器等其他继电保护硬件设施的可靠运行。此外,还需做好数据库服务器、信息共享服务器、监测服务器等硬件设施,以支持各项软件系统功能的正常运行,确保继电保护技术的顺利运行[2]

结论:综上所述,增强继电保护技术的应用效果,有助于智能电网运行水平的发展。在电力系统中,借助符合智能电网特性的继电保护技术,可以使继电系统对电网故障具备更快、更准确的反应力,确保继电保护的启动效果,从而全面提升企业供电水平。

参考文献:

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[2]潘妍. 智能电网特性的继电保护技术的应用分析[J]. 湖北农机化,2020,(03):80.

[3]崔大林,庄红山,王晓飞. 基于泛在电力物联网技术的继电保护信息应用研究[J]. 自动化技术与应用,2020,39(11):76-80.

[4]朱明增,李旭横,刘小兰. 电网调控一体化运行电力设备危险点智能预警[J]. 自动化与仪器仪表,2020,(11):206-209+215.

[5]郑博文,王增平,吕哲. 基于暂态量的继电保护研究[J]. 电力系统保护与控制,2020,48(22):18-25.

[6]王大为. 基于智能电网的继电保护新技术研究[J]. 建筑与预算,2020,(10):85-88.

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