浅谈智能电网环境下的继电保护新挑战及其发展方向杨掌林

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1、浅谈智能电网环境下的继电保护新挑战及其发展方向杨掌林杨掌林（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东，佛山，528000）【摘要】智能电网是电力系统发展的主要趋势。对于智能电网来说，继电保护装置是保证其安全稳定运行的基础和关键，起着将电网故障与电力控制系统隔离、防止事故扩大的作用。本文首先介绍智能电网的概况及其主要特征，再从智能电网的网络结构、输电方式及其控制方式分别论述其对继电保护的影响，并指出在智能电网环境下继电保护的发展方向。【关键词】裨能电网；继电保护；影响分析1、智能电网概述随着我国对电力

2、需求的增大，电力供应显得越来越紧张，电网安全稳定运行至关重要，继电保护是保证电网安全性能的主要手段之一。作为传统电网升级换代的智能电网，其对继电保护的影响主要包括：一方面，智能电网的发电是分布式的，供电是交互式的，因此对继电保护提出了新的要求；另一方面，由于通信和信息技术、数字化技术及其应用的口益普及，对新的保护原理起到了一定的促进作用，这些都给智能电网环境下的继电保护带来丫新挑战。智能电网是智能输电网和智能配电网的统称。其一次侧的状态参量获取、传输、使用数字化，网络控制与信息交互加强，具备自我

3、检测与诊断，具备自适应能力。二次侧方面，则以网络化、信息化为主要特征。所有一次侧设备，从智能变电站到智能开关、从输电线路到智能变压器，都将通过光纤、传感器、通信设备和其他二次侧设备映射到一个统一的控制屮心。控制屮心具备在线分析、提供决策支持、实时最优控制等功能，并能够有效管理设备，实现输电线路状态检修以及整个寿命周期管理。2、裨能电网结构对继电保护的影响传统电网中，网络拓扑结构有星形、总线型和环形等，由于苏具有相对单一的运行方式，因而能方便地利用电流保护、距离保护实现故障隔离，这是0前行业所熟知

4、的。但在智能电网中，由于分布式电源和储能系统等新能源的人量接入,使得网络的拓扑结构由传统的简单无源网络变为更加复杂的含有多种电源和储能/供能装置耦合的有源网，网络拓扑结构中的每个点既有可能是电源点又可能是最终的用户点，而分布式电源出力具冇间歇性和随机性，将引起电网线路潮流大小方向变化频繁。另外，分布式电源作为网状电网的一个点，也可能会从系统中解列，形成微网单独运行。这种电网的运行方式灵活多变，继电保护不仅要适应单向潮流和双向潮流的运行方式，还要求更快的动作速度、更高的可靠性和灵敏性，这导致传统的

5、电流保护和距离保护定值整定很难满足要求，保护不能单独使用［2】。以图1所示配电网中接入DG为例，原有配电系统不再是单侧电源，在dl点发生故障吋，系统和DG冋时向故障点提供短路电流，DG的接入增加了流过保护2和保护3的短路电流，可能会使保护2处的电流速断保护范围延伸到下一条线路，从而使速断保护动作失去选择性。而当相邻馈线发生故障时，DG提供的反向短路电流有可能导致保护1误动作从而中断非故障线路的正常供电。图1DG接入对继电保护系统的影响为了消除DG带来的影响，文献［3］指出可以通过对传统配网保护重

6、新进行整定然后加装方向元件来实行。但传统的配网保护主要是电流保护，艽选择性需要通过时限来配合，越靠近电源点的保护，动作速度越慢。然而，对接冇DG的配电网，一般希望保护能更快地切除故障，以减轻短路对DG所造成的影响。另外，由于DG的随机性，难以通过调整保护整定值的方式做到DG接入的自适应，可能需要在DG接入时启动相适应的继电保护系统，而在DG退出吋恢复原有继电保护系统。由上可见，为适应运行方式的变化和电网电源结构以及继电保护自身故障后的自恢复，均要求改进传统的电流保护，并对继电保护资源进行重新组合

7、，通过重建继电保护系统来满足系统的要求［4］。3、智能电网输电方式对继电保护的影响对于具有超大输电能力的智能电网，0前的保护装置配置还存在着以下几点问题：首先，在保护最小范围内切除故障的输变电元件是保证故障切除后系统强壮最直接的手段，原奋后备保护的配置会大范围切除非故障元件，从而降低网络的强壮性和扩大停电范围。其次，冋杆多冋线主保护与重合闸配合没奋保证故障切除后剩余系统紧密联系。此外，主保护与重合闸配合可能使系统遭受二次故障冲击，降低系统的稳定性和安全性。针对以上问题，国内学者提出了变电站集中式

8、后备保护。站内每个被保护元件只配主保护，取消后备保护元件。变电站配备集中式后备保护，对本变电站所有元件具有近后备、开关失灵保护作用，并对相邻变电站进行远后备保护（利用本站信息及相邻站状态信息）。4、锊能电网控制方式对继电保护的影响继电保护在智能电网的自愈方面起着非常重要的作用。智能配电网在运行优化与故障恢复吋的网络重构技术以及对分布式电源即插即用的要求使得保护装置整定与配合的难度大大增加，自愈控制系统应当准确及吋地感知分布式电源和配电网网络拓扑变化，保护装置需要在第一吋间完成在线的自适应整定以及