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智能电网继电保护技术分析
摘要:继电保护技术对智能电网的运行、建设等工作均具有极强现实意义。因此,为提高智能电网建设效率、保证其运行质量,应深入研究继电保护技术,正确认识其意义,并根据发展方向开展相应研究,满足未来电网发展需求。基于此,下文将对智能电网继电保护技术的有效应用展开详细的分析。
关键词:智能电网;继电保护技术;有效应用
智能电网的应用,使得电力系统运行的稳定性逐渐提升,在电力系统中有一项非常重要的技术,即继电保护新技术,对电力系统运行状态具有非常重要的保护作用。为了有效解决我国的电力资源的紧缺问题,智能电网在二零零九年正式建立,促进各项技术的创新型发展,逐渐实现我国电力系统的网络化发展。
1 继电保护系统概述
继电保护是对电力系统的异常情况检测报警,并可自动采取隔离、切除等手段的一种自动化措施,维护着国家电网和设备的安全,是国家智能电网安全运行的第一道防线。继电保护装置主要依据电流增大、电压降低、电流与电压之间的相位角改变、测量阻抗发生变化等特征实现,需满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性等基本要求,全套的继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三个部分组成。继电保护的失误会引起事故的扩大,严重者甚至破坏电力系统设备,造成巨大的经济损失。为了适应当下日益复杂的电网结构,多学科新技术不断应用于当下的电力网络保护领域,继电保护系统实现自动化、网络化,具有强大的数据处理及通讯能力,进而提高智能电网的保护能力。
2 继电保护技术对智能电网的作用
在电网运行过程中,如果出现了电力故障,继电保护系统会立即发出预警信号,在发出预警的同时,能够自动切除与其他电网相连接的部分,最大限度地减少意外事故,有效减少电力故障带来的各种经济损失。除此之外,继电保护系统能够帮助电网和数据同步,利用继电保护技术,可以通过二次电缆精确地采集数据,从而提升智能电网中数据信息的准确度。将继电保护技术应用于智能电网,能够确保智能电网中各个装置运行的灵敏度,确保我国智能电网安全稳定地运行。
3 智能电网的继电保护新技术研究
3.1 广域保护技术
广域保护技术主要是指采集“域”范围内电力网络子集的继电保护信息,电力网络子集是指分析、处理电网运行情况的单位,通过有效采集此类信息并加以科学分析,能够根据分析结果掌握电网运行故障的产生原因,从而更准确快速的切除系统故障,满足复杂电力系统网络结构的要求,减少大面积停电事故的发生。在智能电网环境下,广域继电保护技术还具有其他强大功能,分别是继电保护和安全自动控制。继电保护功能是通过实时跟踪系统运行方式变化,并在线计算系统潮流,从而快速准确识别系统潮流转移,生成最佳的继电保护跳闸策略;安全自动控制功能是通过安装在变电站的自动控制装置与调度控制中心联网,根据电网的实时数据分析扰动并检测故障,从而生成最佳的控制策略,实现广域安全自动控制。
3.2 保护系统重构技术
保护系统重构技术能够实现智能电网的配置和重组,满足了当代电网对于保护技术结构的需求,能够促进继电保护系统的优化,是继电保护系统中一种全新的技术,在智能电网运行过程中具有较强的自主适应能力。除此之外,保护系统重构技术在智能电网中具有超高的灵活性。智能电网中继电保护系统的整定值可以有效对不同电网的运行实施调整,能够对继电保护系统中的装置进行实时的监测和诊断,及时发现问题,从而提出有效的解决方案。在智能电网中的继电保护装置发生故障时,保护系统重构技术能够利用相关的设备自行代替保护装置,使智能电网恢复到正常运行的状态。
3.3 设备技术
智能电网大量使用了多种智能化设备,它们使智能电网正常运行的主要支撑,设备技术主要有电力电子技术、超导技术和大容量储能技术等。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,具有良好的节能效果;超导技术中超导电缆和超导限流器联合使用对电网的电流保护具有重要的意义,超导电缆负责低损耗、高效率传导电能,一般可分为冷绝缘超导电缆和热绝缘超导电缆;超导限流器可实现检测、转换和限流等功能,其应用于智能电网中,正常情况下处于超导状态,几乎无电阻,一旦发生短路故障,超导体失去超导性而产生高电阻,实现限制短路电流。超导限流器具有响应动作快,正常情况下功率损失小,能自动触发和复位,结构简单,集检测、触发、限流于一体,具有较高的可靠性。
3.4 智能感应技术
智能感应技术在智能电网的应用过程中,能够促进继电保护装置采集信息的效率更高,而且信息的收集更便捷,促进继电保护新技术发挥更大的作用。在变压器中设置各种传感设备和器具,促进变压器监督控制功能的加强,通过各种智能化的感应技术实现对继电保护系统的完美保护。智能感应技术能够深入了解电力设备的实际运行情况和工作状态,并自动判断是否存在故障,有效预防各种因素的干扰,促进该项新技术的有效实施。智能电网下的智能感应技术还能实现对不同采样值的精确判断,能够解决非衰减基波分量的故障,促进系统电压和电流的合理调配,解决多种运行问题。所以说,智能电网中的智能传感器具有精确分析各项数据的功能,且对各项电力设备具有监督控制的作用,通过智能化的分析找到故障部位,并采取有效的检修措施及时进行故障处理,避免造成整个电力系统的运行故障。
4 智能电网继电保护技术的发展趋势
(1)就地化方向。传统的智能变电站继电保护技术面临着装置大量增加、依赖外部时钟、受SCD变动影响大、快速性不足等问题,就地化保护以其高可靠长寿命、保护动作迅速、环境适应力强、即插即用等特点,很好地解决这些问题。继电保护装置就地化不仅能够提升变电站继电保护装置的可靠性,还能减少设备设计、施工、调试和运维检修工作量,缩短工期和停电检修时间,已成为当前继电保护技术发展的一个趋势。(2)数字化方向。受益于自动化、智能化技术水平的提高,外加电网智能化建设进程的推进,电网整体技术水平逐渐提高,具体体现在收集电力资源、传输电力信息数据等方面,尤其在电力数据方面,大数据技术的应用越发深入,通过将其与继电保护技术进行有机整合,能够实现电力信息数据的及时分析与整理,以具体、准确的信息保障智能电网运行稳定性。可以预见,数字化是智能电网中继电保护技术主要发展趋势之一,更是电网智能化、现代化发展的重要要求。数字化继电保护技术已经在不少地区的智能网络中得到有效应用。(3)广域化方向。广域保护采集电网各个节点的数据,综合分析后实现继电保护和安全自动控制功能,能够诊断电网系统故障原因,并快速、可靠地切除故障。广域保护可以实时跟踪系统运行方式变化从而生成运行策略,避免故障扩大化,适用于复杂的电力网络,能够从根本上改善电网运行状况,对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
5 结束语
综上所述,社会经济的不断发展促进了电力电网需求量的增加,因而加快智能电网的建设是现阶段应该重视的问题。依靠继电保护技术有效促进智能电力电网的建设,是电网向智能化和数字化以及信息化发展的基础,能够为智能电网的运行提供基础保障,促进智能电网的长远发展。
参考文献
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