电力系统中智能电网继电保护技术的构建
来源：媒体公告 发布时间：2023-09-27 21:15:09摘 要：随时代与科技的快速的提升，智能电网下继电保护技术方面的要求更高，为此，本文在分析智能电网网络结构和智能电网继电保护技术应用的基础上，对智能电网继电保护技术的构建策略进行了阐述，从而确保智能电网的稳定运行，促进我国电力系统发展。
智能电网是通过采用现代化的传感和测量技术实施变电站数据的数字化传输，并采用现代化的通讯技术和计算机技术应用于继电保护、工作的新兴的电网。智能电网相对与传统电网来说具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。具有可靠性、实用性、环保节能等特征，可以有明显效果地地提高电力系统的运作效率。
传统电网中，典型的网络拓扑结构有总线型、环型、星型线路，等效模型。 这些均为线型模型，运行方式相对来说还是比较单一，每一个电源点的潮流流向是单向的，因而能方便地利用电流保护、距离保护实现，这是目前业界所熟知的。智能电网中，网状结构使每个点即可能是电源点又是最终的用户点，因此线路潮流的流向是双向的；另外分布式电源作为网状电网的一个点，也有一定可能会从系统中解列出来，形成微网单独运行，等效模型。 这种电网的运行方式是不确定和易变的，因此导致系统运行阻抗的千变万化，最后导致传统的过流保护、 距离保护定值无法整定，保护不能单独使用。基于此一定要考虑新的保护方案，使它不受电网运行方式变化的影响。
随着经济与时代的蓬勃发展，社会各界对电力需求慢慢的变大，电力供应慢慢的出现紧张的局面，近年来，部分地区屡次发生供电危机，只能被迫限电、停电，以便缓解电力供应紧张的情况，因此，提高了对电力系统的要求。为保证电力系统的安全稳定运行，只可以通过有效的安全维护技术，保障电力系统的稳定性，继电保护作为一种维护电力系统安全的有效手段，当电力系统出现故障的时候，继电保护可快速对其作出反应与处理，自动将故障设施切除，及时输送警报信号至电力监控中心，维护人员就可立即解除故障，从而能确保电力系统的安全、稳定，将对电力设施的损失降至最低，进一步实现了电力系统的安全供电，有助于维护、改进继电保护设施的性能，使整体电力系统运行水平得到提高。全面建设智能电网，实际上的意思就是推进电力系统继电保护的发展与研究，在智能电网中继电保护应用水平慢慢的升高，研究继电保护的应用技术，包括了信息、网络、控制、电子等多综合技术的发展，运用多种技术的创新与融合，促进继电保护系统的全力发展。在智能电网中继电保护系统还需考虑更多问题，下面从继电保护原理出发，提出继电保护技术的运用。对继电保护的运行方法与方向进行研究，对电流保护、距离保护的原理作出及时的调整，来保证定值的灵活性、适应性。继电保护设施的定值、保护功能、范围，应结合对应运行方法的改变及时作出调整，与实际的电网运行信息联系在一起，实时修正保护定值。智能电网主要是由电网中的传感器收集实时信息，例如输电线路容量、温度等内容，对运行中输出、输入电流或电压功率做调整，使其发挥出最佳效用。若在电网运行中，对输电线路的保护定值做调整，还需再次适应容量、温度的变化，所带来的一系列影响。智能电网逐渐数字化、信息化、自动化发展，继电保护技术随之得到进步与改善，智能电网发展历史经过神经网络、遗产算法、模糊逻辑、人工智能技术等多个阶段，在实际的运行中采用人工智能技术，有助于处理更多复杂的非线性问题，逐步推动继电保护技术的进步与发展。智能电网继电保护技术中的自适应控制是指随着电力系统的运行、故障等状态的变化，作出实时的保护技术，例如特性、定值、性能等内容的调整，自适应控制技术属于一种新的继电保护技术，可促进继电保护系统快速适应和调节电力系统出现的各种变化。
在实际的继电保护的应用中，由于总系统规模比较大，如果对总系统采取集中保护的控制方式，必然会限制数据采集的实时性，获得大量需要处理的数据，一旦系统发生故障，等系统数据处理完毕时，总系统已经处于崩溃的状态：另一方面，集中保护控制对于不同节点之间保护的协调性以及维护带来了很大的挑战。因此对继电保护区域结构的最终确定应该要依据系统的真实的情况，全面地将继电保护与智能电网产生的新技术结合在一起，从而使继电保护安全、稳定地应用于实际电网保护中。继电保护结构的确定，需要整合与智能电网有关技术的以下几个方面：
在电网运行初期主要是依靠二次电缆将不同互感器的二次模拟电气量接入继电保护系统，然后利用模数转换器对数据来进行过滤，得到的数据的实时性很强，但是这种方法将保护的装置限制在少数几个，如果对电网中接入大量的保护设施，数据将失去实时性的特性。因此，对于大量的继电保护设施，怎么来实现数据的实时性将是一个技术瓶颈问题。为了控制数据采集的实时性，进而实现不同传感器之间的信息的同步交互，应该形成一个系统时间标准，采用精确的对时技术来达到保护设施以及数据采集装置之间的时间同步问题。传统的继电保护主要基于GPS时间信号为系统参考标准，通过脉冲、编码以及串口等方式实现高精度的对时。基于IEEE 1588的时间同步协议对数据同步要求比较严格，因此对IEEE 1588应用在广域保护中的研究将有利于实现多个不同的继电保护之间数据同步，笔者建议能结合IEEE1558技术的原理，对数据同步与系统时钟误差之间的关系进行挖掘，进而推导出该协议所采取的同步算法，通过提取模型中对应的变量就不难发现对数据同步造成影响的因素，对这一些因素来控制，最终数据同步的问题就变为求解系统最优解的问题。
对于主保护以及开关拒动的问题，能采用控制变量的方法，结合现有的后备保护的配置情况及区域数据采集信息做综合分析，研究不同网络结构下的后备保护的配置方案，方案应该体现智能的特点，能对发生故障的区域快速自动的隔离，从而开发更加可靠与严密的系统，具体能够直接进行如下研究并做相应调整，传统的对电网异常主要参考值为电流以及电压的正负序断线情况，仅仅依靠这些可能会导致误判或者漏判。可以将判据信息扩展到与智能电网相关的例如通信以及计算机技术采集的数据信息中，基于智能电网下新合成的信息电气量的范围更广泛，而且也涵盖了电网传输过程中或者相互整合过程中异常的数据，应该对这一些数据建立相关的分类器模型来重新判定系统异常与否。
智能电网的继电保护是在传统电网上拟合而成的，因此在构建的过程中显然会涉及数字化的电子保护以及传统微机保护的协调的情况，所以在拟合过程中应该思考不一样继电保护相互之间的可操作性。能采用差动保护的原理，在线路的一端采用传统的电磁式电流互感器，而对应的另一端则采取智能电子互感模式来避免保护误动或者单端饱和的问题，对应的基于不一样的传感器数据实时性的模型也要做相应的调整。
综上所述，在智能电网中继电保护设施起到了无法替代的作用，是保障电力系统安全运作的关键，不仅仅可以解决电力故障问题，还能实时反映电力系统内部各个元件差错性运作时的状态，将电力系统故障与别的设备隔离，防止导致非常严重的停电事故，进一步保证电力系统的安全性、稳定性。
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