智能電網對繼電保護發展的影響
b.網絡化
近年來基于IEC61850標準的數字化變電站建設逐步鋪開,已出現500kV全數字化示范變電站,各網、省公司都在大力推廣數字化變電站建設。數字化變電站最大的特點是IEC61850采用分布分層的結構體系,面向對象的數據統一建模,數據自描述,采用抽象通信服務接口(ACSI)和特殊通信服務映射(SCSM)技術,實現智能設備間的互操作能力,面向未來的開放體系結構。對繼電保護來說,數字化變電站的網絡化帶來了2方面的變革:一是信息獲取,雖然繼電保護主保護的功能仍然是“自掃門前雪”,但由于網絡數據傳輸的共享性,可以獲取全站相關設備元件的信息(電氣量信息);二是信息發送,由于采用帶數字接口的智能斷路器,跳合閘等控制信號的傳輸方式也由二次電纜改為數字信號的網絡傳輸。
c.廣域化
近年來,隨著我國電網信息化進程不斷推進,大多數網、省公司都在大力推進基于PMU的WAMS網絡建設,繼電保護信息專用網絡也已初步建成,將成為智能電網控制的重要環節。雖然WAMS網絡和繼電保護信息系統建設的初衷不是為繼電保護服務,但利用其提供的廣域信息來提高后備保護的性能、提高安全自動裝置的性能卻值得思考。
d.輸電靈活化
智能電網的一個最大特點就是輸電效率的提高,控制手段的靈活。智能電網中必然大量采用諸如可控串聯補償裝置、靜止無功補償裝置、電能質量控制裝置、統一潮流控制器及STATCOM等交流靈活輸電技術。另外,我國電網的交直流混合輸電的特征也使電網中非線性可控電力元件數量大大增加。以電力電子器件的廣泛應用為特征的智能電網的故障暫態過程與僅有同步發電機等旋轉元件的傳統電力系統將有顯著的不同。電網暫態過程的復雜性及電網運行方式靈活控制造成的多變性,使現有繼電保護裝置面臨較大考驗。
3 值得關注的繼電保護相關問題
近年來,由于信息技術和電子技術的發展,繼電保護專業得到了較大的發展,繼電保護裝置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本滿足。我國繼電保護在原理上能夠滿足我國電網運行的要求。智能電網的規劃和發展改變了電能傳輸的某些特點,信息化和數字化的特征使智能電網與傳統電力系統產生了本質的差別,作為繼電保護專業,也需要適應其發展,進行相關的研究工作。
a.利用數字化提高保護性能
互感器傳輸性能的提高和互感器故障的減少使繼電保護不需要再考慮電流互感器飽和、二次回路斷線、二次回路接地等互感器故障問題。電氣量信息傳輸的真實性也為繼電保護裝置性能的提高帶來了便利條件。如何簡化繼電保護的輔助功能,利用數字化傳感器提高繼電保護的整體性能,是未來繼電保護發展需要研究的核心問題。
b.網絡化將改變繼電保護的配置形態
基于IEC61850網絡的數字化變電站改變了傳統繼電保護信息獲取和信號發送的媒介,利用網絡上共享的站內其它相關電氣元件的信息提高主保護的性能,利用共享的控制信號網絡簡化繼電保護配置,是智能電網中繼電保護研究的前沿性問題。網絡化帶來共享信息的同時,也帶來基于網絡信息傳輸的可靠性和安全性問題。與傳統二次電纜的傳輸方式不同,控制信號傳輸網絡的可靠性必須得到保證。數字化變電站條件下繼電保護的可靠性問題及如何進行保護配置保證可靠性是網絡化二次回路的關鍵問題。
c.提高安全自動裝置性能
PMU和WAMS網絡為電力系統防御和緊急控制提供廣域信息,能夠利用其已建成的網絡,提高對時間敏感性不強的后備保護和安全自動裝置的性能,改變現有保護和安全自動裝置的延時整定原則,使其能夠在某些情況下及時判斷系統故障,采取措施避免大停電等惡性事故的發生。
d.繼電保護新原理與新技術
風能、太陽能、生物能等新能源接人的隨機性,使電網接人安全問題日益受到重視,相應的調度方式在智能電網背景下將更快、更靈活地調整傳輸方式和潮流方向。以電力電子控制為依托的電網靈活控制方式將改變傳統電網的故障暫態特征,研究適應智能電網靈活控制的繼電保護新原理與新技術是智能電網中繼電保護相關研究的一個關鍵問題。
e.在線整定技術
自適應保護的思想在繼電保護領域已被廣泛應用,限于條件,傳統的自適應保護僅能根據被保護線路的運行情況對定值進行調整,不能利用全網信息準確、實時地判斷運行方式來調整定值。智能電網的發展有望改變這一現狀,從而實現在線整定。
4 結束語
智能電網的建設是電力系統的一次重要變革,是電網未來的發展方向。如今,智能電網的建設已經開始,建設過程中新技術和新設備的應用將給繼電保護專業領域帶來革命性的變化。隨著智能電網建設的推進,相關研究的深入,繼電保護專業要適應電網需求向智能化方向發展,跟進電網建設步伐,為智能電網建設提供技術支持。
參考文獻:
[1]國家電網公司.堅強智能電網綜合研究報告[R].國家電網公司,2009.
[2]謝開,劉永奇,朱治中,等.面向未來的智能電網[J].中國電力,2008,41(6):19—22.
[3]徐大可,湯漢松,孫志杰.電子式互感器在數字化變電站中的應用[J].電力設備,2009,9(3):12~16.
[4]何世恩,劉竣.IEC61850數字化變電站對繼電保護專業的影響[J].電力系統保護與控制,2009,27(3):1—4.
作者簡介:
邵寶珠(198O一),男,碩士,工程師,從事電網規劃、電力系統分析工作。

責任編輯:電朵云
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網
-
新基建助推 數據中心建設將迎爆發期
2020-06-16數據中心,能源互聯網,電力新基建 -
泛在電力物聯網建設下看電網企業數據變現之路
2019-11-12泛在電力物聯網 -
泛在電力物聯網建設典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯網案例
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業發展
-
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網 -
5G新基建助力智能電網發展
2020-06-125G,智能電網,配電網 -
從智能電網到智能城市