智能电网下的继电保护技术发展趋势（电力系统继电保护结课论文）

一、 智能电网概述：

所谓智能电网，即为电网的智能化，也被称为“电网 2.0”。它是以集成、 高速双向通信网络为基础， 通过对传感和测量技术等先进技术的应用，实现电网 的可靠、安全、经济、高效、环境友好的目标。智能电网自愈和自适应强， 安 全稳定和可靠高 ，经济、优质高效。

智能电网一个重要的功能特性是自愈性强。 就是把电网中有问题的元件从系 统中隔离出来,并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常 运行状态而几乎不中断对用户的供电服务。智能电网将安全、无缝地容许各种不 同类型的发电和储能系统接入系统,简化联网的过程。

二、智能电网的发展历程及未来趋势：

在未来智能电网中,电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速 动性、 灵敏性提出更高的要求,对常规继电保护的配置方法提出新的要求,常规保 护在这几个方面根据实际情况的不同会有所侧重。特高压电网的建设、电网规模 的扩大等因素,将导致短路电流增大很多,因此,应对短路电流增大造成的定值可 靠性降低。 同时,智能电网将给继电保护的发展带来新的契机,智能电网是以物理 电网为基础,充分利用先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、 控制技术、新能源技术,把发、输、配、用各环节互联成一个高度智能化的新型 网络。 智能电网的技术特点将影响现有继电保护的应用， 它主要特征有： 数字化、 网络化、广域化、输电灵活化等。

近年来,由于信息技术和电子技术的发展,继电保护专业得到了较大的发展, 继电保护装置的可靠性、 功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要 求已基本满足。 我国继电保护在原理上能够满足我国电网运行的要求。智能电网 的规划和发展改变了电能传输的某些特点,信息化和数字化的特征使智能电网与 传统电力系统产生了本质的差别,作为继电保护专业,也需要适应其发展,进行相 关的研究工作。它的特点如下：利用数字化提高保护性能、网络化将改变继电保 护的配置形态、提高安全自动装置性能、与传统保护的配合、在线整定技术、继 电保护新原理与新技术等。

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革,是电网未来的发展方向。传统 的保护系统已是各个互联电网不可缺少的保护稳定、避免灾难性事故的保护手段; 如今,智能电网的建设已经开始,建设过程中新技术和新设备的应用将给继电 保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进,相关研究的深入, 继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展,跟进电网建设步伐,为智能电 网建设提供技术支持。

按照相关规划，2011 年至 2015 年为全面建设阶段， 形成坚强智能电网建 设标准，滚动修订发展规划，坚强智能电网的建设全面铺开。智能电网的加紧建 设，对电力系统的第一道防御手段一继电保护技术提出了更高的要求。

1 我国的智能电网

云南省电力公司一直以来非常重视智能电网的研究， 不断增强驾驭高海拔特 高压交直流混合电网能力，建设信息化电网企业，抢占电力科技制高点。结合云 南电网公司实际情况， 努力抢占高海拔特高压交直流混合输电技术、复杂电网安 全稳定运行控制技术、 高温超导技术、发展智能电网和建设信息化企业关键技术 制高点。 积极实现传统电网向智能电网、企业信息化建设向建设信息化企业两个 根本性转变。切实抓好“智能微网可行性研究”、 “智能配电网建设研究”、 “云 南电力大厦光伏建设方案研究”等一批重点科技项目的前期研究。

2010 年 9 月，全国首个智能电网“全覆盖、全采集、全费控”在浙江海盐 武原镇竣工。至此，浙江省海盐县武原镇 36000 用电客户率先进入“三全”信息 时代，从而成为全国首个智能电网的“三全”镇。智能电网信息“三全”工程是 国家电网公司建设智能电网的重组成部份。

2010 年，国家电网将在河北、北京、上海和重庆四个省市开展智能楼宇和 小区试点工程建设， 初步计划建成两个智能楼宇和 6 个智能小区。居民们将见证 国内一项尖端技术在身边变成现实，在我们的生活中，这种机会并不常有——他 们的身边将建起“智能用电小区”。

可见，尽管智能电网在我国的建设正处于起步阶段，2009 年，建设“坚强 智能电网”的概念才由国家电网公司首次提出，目前，全国各级电力公司都已经 加快了建设坚强智能电网的步伐，智能电网已经由一个“概念股”转变为我们身 边切切实实存在的“热点股”

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重要技术，向计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制、测量和数据通信一体化发展是该领域的长期发 展趋势。有关数据显示，截止到 2006 年底，全国 220kV 及以上系统继电保护装 置的微机化率已达 91.41% 。继电保护装置的微机化趋势充分利用了先进的半 导体处理器技术：高速的运算能力、完善的存贮能力和各种优化算法，同时采用 大规模集成电路和成熟的数据采集、模数转换、数字滤波和抗干扰等技术.因而 系统响应速度、可靠性方面均有显著的提升

然而，智能电网将极大地改变传统电力系统的形态，电子式互感器、数字化 变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用，必然对电 力系统继电保护带来影响。

(1)智能电网继电保护构成

智能电网的分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求，另一方 面通信和信息技术的长足发展， 数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探 索新的保护原理提供了条件。

智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状 况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后对数据 进行分析。 利用这些信息可对运行状况进行监测.实现对保护功能和保护定值的 远程动态监控和修正。

另外，对保护装置而言，保护功能除了需要本保护对象的运行信息外，还 需要相关联的其他设备的运行信息。一方面保证故障的准确实时识别.另一方面 保证在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电 的发生。

所以， 智能电网继电保护装置保护动作时不一定只跳本保护对象，有可能 在跳本保护对象时还需发连跳命令跳开其他关联节点， 也有可能只发连跳命令跳 开其他关联节点，不跳开本保护对象。

(2)继电保护技术的升级

智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点，信息化和数字化的特 征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别，作为继电保护专业，也需要适 应其发展，进行相关的研究工作。

数字化

互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互 感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的 真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。 如何简化继电保护的辅助 功能. 利用数字化传感器提高继电保护的整体性能，是未来继电保护发展需要研 究的核心问题

网络化

新一代的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介， 利 用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能， 利用共享的控 制信号网络简化继电保护配置.是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。

自动整定技术

传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整，不能利 用全网信息准确、 实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的继电保护应实现 全网的联网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.

(3)员工技术提升

电力系统继电保护是电网安全稳定运行的第一道防线，安全责任重大，对人 员的业务能力要求高。 而广泛开展技能竞赛活动，能够给生产一线员工提供充分 展示才华的机会和舞台， 更能在广大员工中产生强烈的争先意识和激励作用，形 成比、学、赶、帮、超的良好氛围，促进提高员工的业务素质和能力。

广大基层电力企业应当适应电网快速发展要求，加快推进“两个转变”，积 极实施人才强企战略， 培养高素质人才，对进一步提高继电保护专业人员的技术 水平和岗位技能。

三、结束语：

我国自 2009 年 5 月提出智能电网的发展计划以来.先后在全国开展了 21 个试点项目，提出了智能电网关键技术框架.并开始进行多项技术攻关。许多在 智能电网建设实践和重大专题研究方面已取得重要进展。 继电保护装置是电网中 的“卫士”，起着将电网故障与系统隔离、防止事故扩大的作用。

以科学发展观为指导， 在总结现有工作成果和经验的基础上.坚持先进技术 应用，提高继电保护装备和运行水平，加强继电保护专业队伍建设，是保证电网 安全稳定运行的关键。