智能电网建设中继电保护技术应用探究
​田和利
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​田和利,. 智能电网建设中继电保护技术应用探究[J]. 电网技术研究,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.157363.
摘要: 随着电力系统的现代化和智能化建设,智能电网正逐渐成为电力领域的重要发展方向。继电保护技术作为一种基于智能电力系统的保护技术,能够将信息从发生故障的位置传输到故障检测设备,实现对电力系统故障的精确定位和快速切除,有效克服传统电力系统中反应速度慢、对复杂故障判断能力弱等问题,从而提高电力系统的稳定运行。基于此,文章重点探究智能电网建设中继电保护技术及其应用优化措施,以期为电网相关人员提供一些参考。
关键词: 智能电网;继电保护技术;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157363
基金资助:

引言

智能电网运作可能会面临各种故障与异常情况,而通过继电保护技术的应用,可以实现对电力系统的实时监测与控制,提高故障的定位和切除能力,保证电网的可靠运行。同时,继电保护技术还能为智能电网提供状态监测和故障诊断能力,提升电网自愈能力,提前预防可能出现的故障,提高电网的可靠性和安全性。

一、智能电网建设中的继电保护技术

(一)单原件保护技术

单原件保护技术是智能电网建设中一种应用广泛且稳定可靠的继电保护技术,通过对单个元件进行保护,能够快速准确地识别元件的常见故障,并收集相关数据参数供后续分析使用。相较于传统继电保护技术,单原件保护技术能够解决电网运行过程中短路的难题,通过对单个元件进行保护,技术人员能够针对电网电网系统进行整定计算,从而制定出具体的维护保护措施,解决短路现象,全面保障电力系统的稳定性。同时,单原件保护技术可以有效识别励磁涌流类型,并结合运作结果进行继电保护。励磁涌流是电力系统中一种常见的运行异常现象,当励磁电流突然发生变化时,会导致电网运行混乱甚至设备损坏。单原件保护技术在识别励磁涌流类型方面具有较高的准确性,并能根据识别结果进行相应的继电保护操作,从而避免电网运行异常,更好地实现单原件的保护,降低元件的损坏率。不仅提高了电网的可靠性和安全性,还减少了故障对元件的损坏和维修成本。

(二)智能传感技术

在智能电网建设中,继电保护技术旨在保护电网设备免受过载、短路和地面故障等各类故障的影响。智能传感技术通过采集和分析电气设备的精确、实时数据,能够为继电保护装置提供更全面、准确的故障监测和诊断能力,提高对电力系统的故障响应速度和准确性。在智能传感技术应用中,以变压器的继电保护应用为例,工作人员需要根据所需数据内容,在变压器的关键节点处设置相应类型的智能传感器,如页面振动传感器、流量传感器等。这些传感器能够实时采集电气设备的振动、温度、电流、电压等多种参数信息,以便及时发现异常情况,并及时报警或做出相应的控制动作。同时,需要结合变压器的日常工作环境,选择适宜的传感器类型,并进行设置和调试工作。此外,工作人员还需要定期巡视并检测传感器的工作状态,包括检查传感器的连接状态、准确度和灵敏度,并及时处理传感器故障或损坏的情况,以确保智能传感器能在当前工作环境下稳定工作。通过持续的管理和维护,可以保证智能传感技术的准确性和可靠性,为电网的运行提供有效的支持。

(三)广域保护技术

该技术通过在电网中部署广域保护装置,实现对电网全局的监测、管理和保护,从而提高故障信息的全面性和完整性,为后期电网故障维修提供有价值的参考。广域保护技术的应用范围广泛,通过在多个节点上安装广域保护装置,可以实现对电网的深入检查。这些装置能够实时地收集电网各个节点的运行数据和状态信息,形成一个全局的数据集合,通过对这些数据的整合与分析,可以了解故障出现的原因,进而制定有针对性的故障解决措施。广域保护技术具有开放和闭锁的功能,它能够检测电网中的异常情况,并及时做出反应,通过自动化的控制手段实现对电网的快速干预和保护。在故障发生时,广域保护装置会及时发出警报信号,并采取相应的保护措施,如断开异常节点的电力连接,以防止故障扩散和进一步损坏。此外,广域保护技术的应用可以实现电网故障快速分析的目的。在复杂的电网结构中,故障的形成往往是多方面因素相互作用的结果。借助广域保护装置所提供的全局数据,可以对电网进行全面分析,深入了解故障类型和发生的位置,从而更好地制定故障处理方案。同时,广域保护技术还能够与其他智能设备和系统进行联动,实现电网运行的协同控制和管理。

(四)保护重构技术

继电保护技术不仅需要具备故障诊断和修复能力,还应该具备系统重构功能。当继电保护元件发生故障导致无法正常工作时,通过应用保护重构技术,可以自动搜索替代元件,为继电保护装置的稳定高效运行创造良好条件。保护重构技术在继电保护领域的应用具有广泛的优势。首先,它能够灵活地保护设备,确保整定值的自适应性。传统的继电保护装置往往需要预先配置固定的整定值,无法根据实际情况进行动态调整。然而,在实际运行中,电网的负荷、故障类型和设备状态都可能发生变化,导致传统的保护装置无法适应新的工况。而保护重构技术的应用可以通过自动搜索替代元件,重新选择和调整整定值,实现对设备的灵活保护。无论在正常运行还是突发情况下,保护重构技术都能够及时有效地应对各种变化,确保设备的安全运行。同时,保护重构技术通过实时监测电网的运行状态,并利用先进的算法进行分析和判断,可以及时了解电网的运行情况,并在发生结构变化时进行合理调整,确保设备能够适应这种变化。这种适应能力的增强可以提高设备的可靠性和稳定性,降低故障发生的概率,保证电网的安全运行。此外,保护重构技术还可以定期监测和诊断装置元件,及时发现元件的异常情况,并对故障元件进行替换或修复,大大减少设备故障带来的风险,保证电网系统的稳定运行。

(五)仿真及控制决策技术

利用计算机技术进行数字化仿真处理,将电网系统数据转化为可操作的对象,以便更好地进行决策制定,从而更有效地保护电网系统的安全可靠性。首先,仿真技术可以通过模拟电网系统各种工况条件,对电网的工作状态进行预测和分析。通过建立电网的数学模型,仿真技术可以模拟各种故障情况、负载变化等工况条件,并通过计算机程序处理,得到电网的工作状态。借助仿真模型,可以在虚拟环境中对电网系统进行多次试验和观察,得到不同情况下的电网响应和特性,从而有效预测电网的运行状况。其次,仿真技术可以将电网系统的数据进行数字化处理,为决策制定提供准确的依据。通过监测电网系统的运行数据,将其数字化为模型所需的输入参数,可以模拟电网系统的各种运行情况。仿真系统可以根据实时数据对电网系统进行动态调整,并将仿真结果传递给决策系统,以供分析和判断。通过数字化的仿真处理,可以更好地理解和分析电网系统的运行状况,从而为决策提供准确可靠的依据。同时,利用计算机程序对仿真结果进行分析,并与事先设定的标准信息阈值进行比对,系统可以自动判断电网系统的工作状态,并提供相应的控制决策。通过将仿真技术与控制系统相结合,可以实现电网系统的自动化保护和优化运行,当电网系统出现故障或异常情况时,仿真技术可以及时检测并提供相应的控制策略,从而有效地保护电网系统的安全运行。

二、智能电网中继电保护技术应用措施

(一)优化关键技术处理

为了有效提升继电保护技术应用的可靠性,需要对关键技术进行优化处理。首先,可以引入自动化控制、通信传输和信息收集技术,以实现对继电保护系统的智能化管理。自动化控制可以通过智能算法和实时数据分析,实现对继电保护装置的自适应调整和优化;通信传输技术可以建立可靠的通信网络,确保继电保护系统之间的信息交互和数据传输;信息收集技术可以通过传感器和监测装置,实时获取电网的运行状态和故障信息,为继电保护技术提供准确的输入数据。在关键技术优化过程中,FACTS部件能够调节电力系统的电压和功率流,并提高电力系统的稳定性和可靠性,所以对于FACTS部件的安装需注意参数调整和装配位置的合理性和规范性。同时,还要确保FACTS部件能够对运行过程中的相关数据进行详细记录,以便后续分析和优化。了解FACTS部件的基本结构,可以为关键技术的优化提供相应的支持,以解决当前存在的问题。此外,还可以对继电保护系统进行校正处理,通过定期的校验和调整,确保继电保护装置的整定值和工作状态与电网的实际情况相符,这样可以避免因误动或误抑等问题而导致不必要的干扰和故障,保证智能电网的安全稳定运行。

(二)提升数据信息的精准度

智能电网的运行离不开对设备状态和电力系统运行情况的准确了解,而这些信息的获取依靠于参数测量技术,通过准确测量电网各个节点的电流、电压、功率等参数,可以获取关键的数据信息,并将其转化为可用于继电保护的形式。为了确保数据信息的准确性,有必要对测量设备进行定期校准和维护,以保证其工作的可靠性和准确性。同时,必须建立起完整且可靠的数据基础,以支持继电保护系统的各项工作,如故障定位、设备运行状况监测、重要部件温度确认以及停电确认等工作,只有确保数据的完整性和准确性,继电保护系统才能够有效地进行运行和决策。此外,针对不同周期的继电保护数据信息,还需要进行详细记录和分析。通过对历史数据的回顾和研究,可以得出一些有益的结论和经验,帮助改进继电保护系统的设计和运行。在不断优化和完善数据信息的基础上,智能电网继电保护技术将在未来发挥更加重要的作用,实现智慧电力系统的可持续发展。

(三)提升控制强度

在智能电网中,提升继电保护技术的控制强度是确保智能电网稳定运行的重要措施。为了实现这一目标,需要充分考虑电能质量和供电终端对电网的影响,如电压波动、谐波污染和电网不平衡等,都可能对继电保护系统造成不利影响。因此,应通过合理的电力负载管理、电力过滤和谐波控制等手段,保障电网的供电质量,从而提高继电保护技术的稳定性和可靠性。其次,可以利用专家系统实现对智能电网的自动化控制。专家系统是一种基于人工智能的技术,能够模拟人类专家的知识和经验,具有优化决策和问题解决能力。将专家系统应用于继电保护技术中,可以通过实时监测和分析电网数据,自动判断发生的故障类型和位置,并快速采取相应的保护措施,提高智能电网的自愈能力。此外,为了进一步强化智能电网的控制效果,必须确保相关技术人员具备良好的技术和操作能力,能够迅速、准确地处理各类应急问题,提升智能电网继电保护技术的应用效果。

三、结束语

总之,在智能电网建设中,继电保护技术的应用不仅能够提升系统的运行效率,同时还能为电网的安全稳定运行提供有力保障。因此,电力企业应当积极把握机会,通过合理选择继电保护技术进行方案的优化设置,有效维护智能电网的稳定运行,进而满足当前社会发展及人民生活用电所需,实现电力企业经济效益的提升。

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