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徐壽平
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【JDS-2000繼電保護(hù)試驗(yàn)箱】智能電網(wǎng)下的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(電力系統(tǒng)繼電保護(hù)結(jié)課論文)
閱讀:2326發(fā)布時(shí)間:2012-7-5
一,、 智能電網(wǎng)概述:
所謂智能電網(wǎng),,即為電網(wǎng)的智能化,,也被稱為“電網(wǎng) 2.0”。它是以集成,、 高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),, 通過對傳感和測量技術(shù)等精良技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng) 的可靠,、安全,、經(jīng)濟(jì)、,、環(huán)境友好的目標(biāo),。智能電網(wǎng)自愈和自適應(yīng)強(qiáng), 安 全穩(wěn)定和可靠高 ,,經(jīng)濟(jì),、。
智能電網(wǎng)一個(gè)重要的功能特性是自愈性強(qiáng),。 就是把電網(wǎng)中有問題的元件從系 統(tǒng)中隔離出來,并且在很少或不用人為干預(yù)的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常 運(yùn)行狀態(tài)而幾乎不中斷對用戶的供電服務(wù),。智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不 同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng),簡化聯(lián)網(wǎng)的過程,。
二,、智能電網(wǎng)的發(fā)展歷程及未來趨勢:
在未來智能電網(wǎng)中,電網(wǎng)的自愈特征將會對繼電保護(hù)的選擇性、可靠性,、速 動性,、 靈敏性提出更高的要求,對常規(guī)繼電保護(hù)的配置方法提出新的要求,常規(guī)保 護(hù)在這幾個(gè)方面根據(jù)實(shí)際情況的不同會有所側(cè)重。特高壓電網(wǎng)的建設(shè),、電網(wǎng)規(guī)模 的擴(kuò)大等因素,將導(dǎo)致短路電流增大很多,因此,應(yīng)對短路電流增大造成的定值可 靠性降低,。 同時(shí),智能電網(wǎng)將給繼電保護(hù)的發(fā)展帶來新的契機(jī),智能電網(wǎng)是以物理 電網(wǎng)為基礎(chǔ),充分利用*傳感測量技術(shù)、通信技術(shù),、信息技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)、 控制技術(shù),、新能源技術(shù),把發(fā),、輸,、配、用各環(huán)節(jié)互聯(lián)成一個(gè)高度智能化的新型 網(wǎng)絡(luò),。 智能電網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)將影響現(xiàn)有繼電保護(hù)的應(yīng)用,, 它主要特征有: 數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化,、廣域化,、輸電靈活化等。
近年來,由于信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,繼電保護(hù)專業(yè)得到了較大的發(fā)展, 繼電保護(hù)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(hù)在原理上能夠滿足我國電網(wǎng)運(yùn)行的要求,。智能電網(wǎng) 的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn),信息化和數(shù)字化的特征使智能電網(wǎng)與 傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別,作為繼電保護(hù)專業(yè),也需要適應(yīng)其發(fā)展,進(jìn)行相 關(guān)的研究工作,。它的特點(diǎn)如下:利用數(shù)字化提高保護(hù)性能、網(wǎng)絡(luò)化將改變繼電保 護(hù)的配置形態(tài),、提高安全自動裝置性能,、與傳統(tǒng)保護(hù)的配合、在線整定技術(shù),、繼 電保護(hù)新原理與新技術(shù)等,。
智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重要變革,是電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。傳統(tǒng) 的保護(hù)系統(tǒng)已是各個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)*的保護(hù)穩(wěn)定,、避免災(zāi)難性事故的保護(hù)手段; 如今,智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)開始,建設(shè)過程中新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用將給繼電 保護(hù)專業(yè)領(lǐng)域帶來革命性的變化,。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),相關(guān)研究的深入, 繼電保護(hù)專業(yè)要適應(yīng)電網(wǎng)需求向智能化方向發(fā)展,跟進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)步伐,為智能電 網(wǎng)建設(shè)提供。
按照相關(guān)規(guī)劃,,2011 年至 2015 年為全面建設(shè)階段,, 形成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建 設(shè)標(biāo)準(zhǔn),滾動修訂發(fā)展規(guī)劃,,堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)全面鋪開,。智能電網(wǎng)的加緊建 設(shè),對電力系統(tǒng)的*道防御手段一繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求,。
1 我國的智能電網(wǎng)
云南省電力公司一直以來非常重視智能電網(wǎng)的研究,, 不斷增強(qiáng)駕馭高海拔特 高壓交直流混合電網(wǎng)能力,建設(shè)信息化電網(wǎng)企業(yè),,搶占電力科技制高點(diǎn),。結(jié)合云 南電網(wǎng)公司實(shí)際情況, 努力搶占高海拔特高壓交直流混合輸電技術(shù),、復(fù)雜電網(wǎng)安 全穩(wěn)定運(yùn)行控制技術(shù),、 高溫超導(dǎo)技術(shù)、發(fā)展智能電網(wǎng)和建設(shè)信息化企業(yè)關(guān)鍵技術(shù) 制高點(diǎn),。 積極實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng),、企業(yè)信息化建設(shè)向建設(shè)信息化企業(yè)兩個(gè) 根本性轉(zhuǎn)變,。切實(shí)抓好“智能微網(wǎng)可行性研究”、 “智能配電網(wǎng)建設(shè)研究”,、 “云 南電力大廈光伏建設(shè)方案研究”等一批重點(diǎn)科技項(xiàng)目的前期研究,。
2010 年 9 月,全國*智能電網(wǎng)“全覆蓋,、全采集,、全費(fèi)控”在浙江海鹽 武原鎮(zhèn)竣工。至此,,浙江省海鹽縣武原鎮(zhèn) 36000 用電客戶進(jìn)入“三全”信息 時(shí)代,,從而成為全國*智能電網(wǎng)的“三全”鎮(zhèn)。智能電網(wǎng)信息“三全”工程是 *公司建設(shè)智能電網(wǎng)的重組成部份,。
2010 年,,*將在河北、北京,、上海和重慶四個(gè)省市開展智能樓宇和 小區(qū)試點(diǎn)工程建設(shè), 初步計(jì)劃建成兩個(gè)智能樓宇和 6 個(gè)智能小區(qū),。居民們將見證 國內(nèi)一項(xiàng)技術(shù)在身邊變成現(xiàn)實(shí),,在我們的生活中,這種機(jī)會并不常有——他 們的身邊將建起“智能用電小區(qū)”,。
可見,,盡管智能電網(wǎng)在我國的建設(shè)正處于起步階段,2009 年,,建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng) 智能電網(wǎng)”的概念才由*公司提出,,目前,全國各級電力公司都已經(jīng) 加快了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的步伐,,智能電網(wǎng)已經(jīng)由一個(gè)“概念股”轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兩?邊切切實(shí)實(shí)存在的“熱點(diǎn)股”
2 智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)
繼電保護(hù)是實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備監(jiān)測保護(hù)的重要技術(shù),,向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化,,以及保護(hù)、控制,、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展是該領(lǐng)域的長期發(fā) 展趨勢,。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截止到 2006 年底,,全國 220kV 及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝 置的微機(jī)化率已達(dá) 91.41% ,。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化趨勢充分利用了*半 導(dǎo)體處理器技術(shù):高速的運(yùn)算能力、完善的存貯能力和各種優(yōu)化算法,,同時(shí)采用 大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集,、模數(shù)轉(zhuǎn)換,、數(shù)字濾波和抗干擾等技術(shù).因而 系統(tǒng)響應(yīng)速度、可靠性方面均有顯著的提升
然而,,智能電網(wǎng)將極大地改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài),,電子式互感器、數(shù)字化 變電站技術(shù),、廣域測量技術(shù),、交直流靈活輸電及控制技術(shù)的大量應(yīng)用,必然對電 力系統(tǒng)繼電保護(hù)帶來影響,。
(1)智能電網(wǎng)繼電保護(hù)構(gòu)成
智能電網(wǎng)的分布式發(fā)電,、交互式供電對繼電保護(hù)提出了更高要求,另一方 面通信和信息技術(shù)的長足發(fā)展,, 數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用在各行各業(yè)的日益普及也為探 索新的保護(hù)原理提供了條件,。
智能電網(wǎng)中可利用傳感器對發(fā)電、輸電,、配電,、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀 況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集,、整合,,zui后對數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析。 利用這些信息可對運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測.實(shí)現(xiàn)對保護(hù)功能和保護(hù)定值的 遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)控和修正,。
另外,,對保護(hù)裝置而言,保護(hù)功能除了需要本保護(hù)對象的運(yùn)行信息外,,還 需要相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備的運(yùn)行信息,。一方面保證故障的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)識別.另一方面 保證在沒有或少量人工干預(yù)下,能夠快速隔離故障,、自我恢復(fù),,避免大面積停電 的發(fā)生。
所以,, 智能電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置保護(hù)動作時(shí)不一定只跳本保護(hù)對象,,有可能 在跳本保護(hù)對象時(shí)還需發(fā)連跳命令跳開其他關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn), 也有可能只發(fā)連跳命令跳 開其他關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn),,不跳開本保護(hù)對象,。
(2)繼電保護(hù)技術(shù)的升級
智能電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展改變了電能傳輸?shù)哪承┨攸c(diǎn),信息化和數(shù)字化的特 征使智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了本質(zhì)的差別,,作為繼電保護(hù)專業(yè),,也需要適 應(yīng)其發(fā)展,進(jìn)行相關(guān)的研究工作。
數(shù)字化
互感器傳輸性能的提高和互感器故障的減少使繼電保護(hù)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?shù)?真實(shí)性也為繼電保護(hù)裝置性能的提高帶來了便利條件,。 如何簡化繼電保護(hù)的輔助 功能. 利用數(shù)字化傳感器提高繼電保護(hù)的整體性能,,是未來繼電保護(hù)發(fā)展需要研 究的核心問題
網(wǎng)絡(luò)化
新一代的數(shù)字化變電站改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)信息獲取和信號發(fā)送的媒介, 利 用網(wǎng)絡(luò)上共享的站內(nèi)其它相關(guān)電氣元件的信息提高主保護(hù)的性能,, 利用共享的控 制信號網(wǎng)絡(luò)簡化繼電保護(hù)配置.是智能電網(wǎng)中繼電保護(hù)研究的前沿性問題,。
自動整定技術(shù)
傳統(tǒng)的自適應(yīng)保護(hù)僅能根據(jù)被保護(hù)線路的運(yùn)行情況對定值進(jìn)行調(diào)整,不能利 用全網(wǎng)信息準(zhǔn)確,、 實(shí)時(shí)地判斷運(yùn)行方式來調(diào)整定值,。智能電網(wǎng)的繼電保護(hù)應(yīng)實(shí)現(xiàn) 全網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)自動整定和自動配置,,從分散獨(dú)立的保護(hù)變?yōu)橄到y(tǒng)分布協(xié)同的保護(hù).
(3)員工技術(shù)提升
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的*道防線,,安全責(zé)任重大,,對人 員的業(yè)務(wù)能力要求高,。 而廣泛開展技能競賽活動,能夠給生產(chǎn)一線員工提供充分 展示才華的機(jī)會和舞臺,, 更能在廣大員工中產(chǎn)生強(qiáng)烈的爭先意識和激勵作用,,形 成比,、學(xué),、趕,、幫、超的良好氛圍,,促進(jìn)提高員工的業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力。
廣大基層電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)適應(yīng)電網(wǎng)快速發(fā)展要求,,加快推進(jìn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”,,積 極實(shí)施人才強(qiáng)企戰(zhàn)略, 培養(yǎng)高素質(zhì)人才,,對進(jìn)一步提高繼電保護(hù)專業(yè)人員的技術(shù) 水平和崗位技能,。
三、結(jié)束語:
我國自 2009 年 5 月提出智能電網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃以來.先后在全國開展了 21 個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目,,提出了智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)框架.并開始進(jìn)行多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān),。許多在 智能電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐和重大專題研究方面已取得重要進(jìn)展。 繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)中 的“衛(wèi)士”,,起著將電網(wǎng)故障與系統(tǒng)隔離,、防止事故擴(kuò)大的作用。
以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),, 在總結(jié)現(xiàn)有工作成果和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上.堅(jiān)持精良技術(shù) 應(yīng)用,,提高繼電保護(hù)裝備和運(yùn)行水平,加強(qiáng)繼電保護(hù)專業(yè)隊(duì)伍建設(shè),是保證電網(wǎng) 安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,。
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