浅谈智能电网对继电保护发展的影响

浅谈智能电网对继电保护发展的影响

(贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁554300)

摘要:继电保护作为电力系统的重要组成部分,其在电力控制、测量和网络化方面发挥着重要作用,在当前智能电网的建设初期,对继电保护提出了更高的要求,特别是智能电网建设过程中各种先进电力技术的应用,这对继电保护带来较大的影响。因此需要针对智能电网环境下的继电保护进行深入分析,以此来保证智能电网更加安全、可靠的运营。

关键词:智能电网;继电保护;发展

一、智能电网继电保护的构成部分概述

继电保护作为监测和保护电力网络及相关附属设备的一项技术,在科学技术快速发展的新形势下,当前继电保护加快了向智能化、网络化和一体化的发展进程,特别是在测量、控制、保护和数据通信一体化的发展更是取得了较好的成效。当前智能电网的快速发展对继电保护带来了严竣的挑战,特别是智能电网交互式供电和分布式发电的形式,更是要求不断对继电保护进行改进和优化,确保继电保护能够与智能电网的发展相适应。当前数字化技术在各个领域得以普及应用,这为继电保护提供了有效的技术支持。在当前智能电网环境下,可以充分的利用传感器来对电力系统运行各个环节的关键设备进行实时监控,将利用网络系统来归类、整合和处理收集到的信息,更好的掌握设备的运行状况。继电保护作为保护装置,其以保护主体及其相关设备作为保护对象,主要是通过把握故障的整体性,在没有人工参与的情况来快速隔离和恢复故障,有效的避免大面积停电事故发生。因此对于智能电网环境下的继电保护,其在对跳本主体进行保护的同时,还要在需要的情况下发出连跳命令,跳开其他关联节点。同时智能电网中监控系统实时分析、判断和决策本保护主体及其关联节点的运行情况,适当调整和安排相应继电保护装置的保护定值和保护功能,根据具体运行情况来采取灵活的应对策略,另外,还积极地参与故障判断的保护动作措施,并由保护功能决定电气量信息。

二、当前我国智能电网建设中面临的问题

近年来,智能电网在政策鼓励和社会需求的双重推动下得到了大力的发展,尤其在超特高压电网投运、大规模新能源并网和智能配用电方面表现尤为突出,与此同时智能电网建设也面临着一系列有待解决的问题。

1、大电网问题。何为“大电网”,由于我国能源与负荷呈逆向分布的态势,煤炭、水力和风能等能源型城市主要分布在西部和北部地区,但是用电负荷却集中在中、东部地区以及我国的南部沿海地区,中间相隔上千公里,这是我国特殊的电网分布情况,从客观上为了满足需求,需要采取远距离、交直流混合、超/特高压的输电方式才能实现能源资源的优化配置。但是随着电网规模日益复杂,电力系统越庞大,其安全问题也就成为重大隐患。由于电力系统越庞大,事故发生概率就越高,而且大型互联电力系统在增强输电能力的同时也会激生由局部扰动衍生为全局故障的潜在威胁,直流输电传输容量大,线路走廊利用率高,社会综合效益突出,但交直流系统的相互作用也会给交直流线路的控制和继电保护造成影响,需要加以考虑。

2、新能源电力的互补电源问题。我国总体上缺少像水电站和燃气电站这种能与新能源电力互补的可快速调节的电源。由于新能源电力稳定性差波动性大、难以稳定输出,再加上缺少足够的就地互补电源,就会引起已建成的新能源装机无法充分并网以及风电弃风这类现象;其次,新能源的接入会造成设备老化加快,因为发电煤耗增加为了达到电力供需平衡,燃煤机组需要频繁调整出力。此外新能源电力并网造成的系统调峰容量下降还会降低电网安全裕度。因此新能源电力的就地平衡问题要及时解决,要根据实际条件,积极探索风、光、水、气、火、储组合的优化互补方案,以减少波动性输出对整个系统的影响。

3、配电网发展的滞后问题。配电网是一个直接面向用户,保证供电质量、提高运行效率的重要环节。我国长期以来采用单向的电力供应消费模式,导致电网和用户之间缺乏有效互动,造成了负荷“峰谷”差额大,用电负荷率低的不利影响。提升输电效率,降低电力投资,节约社会资源的有效方式就是建设智能配用电系统,加强电网与用户的双向互动联系,调动用户积极性。此外,配电网应该具有满足用户向电网反向送电的能力,以满足大量分布式电源接入后,应对配电网由单电源模式向多电源模式的转变,配网保护及控制技术也要进行相应调整。

三、继电保护在智能电网中应该注意的问题

1、适时调整保护定值。在实际运行过程中,智能电网具有十分灵活的运行方式,同时其潮流流向还具有不确定性,这就对保护定值提出了更高的要求,要求相应的保护定值要具备较好的适应能力。即继电保护运行过程中,距离保护和电流保护的保护定值需要随着运行方式的变化而相应的变化。在具体运行过程中,由于智能电网中的各种传感器对于温度和容量具有较高的敏感度,任何微小的温度和容量变化都会改变最终的结果,因此要注意保护定值受周围环境条件的影响,适当调整保护定值,增强其适应能力。

2、改变继电保护的配置形态。由于智能电网具有数字化和网络化的特点,这也导致智能电网环境下继电保护在获取和发送信息过程中发生了较大的变化,在网络化信息作用下有效的提升了主保护的性能,同时利用网络共享软件的控制信号也会使继电保护配置发生一定的变化。在广泛利用共享信息过程中,要对信息传输的安全性精准性给予特别关注。

3、提高安全自动装置的性能。智能电网具有信息广域化的特点,这在一定程度上提高了安全自动装置的性能,通过有效改善安全自动装置和实践性缺乏敏感性的后备装置的延时整定,以此来有效的避免了大范围定点事件的发生,更好的发挥了安全自动装置的性能。

4、继电保护新技术的应用。在当前智能电网中,一些新兴能源开始广泛应用,这也对智能电网环境下继电保护的安全带来了一定的影响。再加之智能电网依靠于电力电子控制来实现其控制方式的灵活性,而且有效的改善了传统电网的故障暂态,这就促进当前要加快对智能电网下继电保护新技术的研究,从而使其更好的适应智能电网的发展要求。

四、智能电网建设给继电保护带来机遇

不能忽视智能电网的发展,为新型继电保护的研究应用提供了平台。在信息采集方面,自1996年起我国开始构建实时动态监测系统,截止目前我国所有500kV变电站和大部分220kV的变电站都安装了同步相量测量单元,并且广域测量系统已经初具规模。WAMS/PMU不仅能够实现广域电网的在线同步测量,而且数据的更新速度可缩短到几十毫秒,能够满足基于同步信息的继电保护功能。在信息通信方面,我国电网目前500kV及以上的光纤覆盖率达到了100%,形成了以光纤为主要介质,以分层分级自愈环网为主要特征的电力通信专网。基于IEC61850标准的数字化变电站实现了站内一次设备的数字化和二次装置的网络化,形成全站统一的标准平台,提供更便捷地信息共享和操作。保护需要的高速、实时、可靠的信息通信条件已经具备。除各种电气量信息外,智能电网的信息平台还应该包括局放监测、覆冰监测、雷电监测等多种信息系统。

结束语

智能电网的提出和建设是21世纪电力工业的新创举,是世界范围内应对能源环境问题和提升电网运行质量的有力措施。智能电网的建设影响了我国电力系统发、输、配、用各个环节,给作为电网安全运行第一道防线的继电保护带来了挑战,传统保护存在的诸多不足逐渐暴露。同时智能电网先进的信息系统也为继电保护的发展提供了良好的机遇,应该积极利用以构建更加合理可靠的保护系统,适应电网变革。

参考文献

[1]赵英桐.电网广域后备保护代理的结构和工作机制研究[J].中国电机工程学报,2017(25):291-293.

[2]尹皓君.基于遗传算法的区域电网智能保护[J].电力系统自动化,2017(24):171-173.

[3]王伟方.广域继电保护系统研究综述[J].电力系统保护与控制,2016(29):186.

标签:;  ;  ;  

浅谈智能电网对继电保护发展的影响
下载Doc文档

猜你喜欢