浅谈电力系统继电保护的发展
论我国电力系统继电保护的发展现状与趋势
合的产物， 通过计算机网络来实现各种保护功能， 如线路保护、变压 器保护、 母线保护等 。 网络保 护的最大好处是数据共享， 可实现本来 由高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。另外， 由于分站保护系 统采集了该站所有断路器的电流量 、 母线 电压量， 所 以很容易就可实 现母线保护， 而不需要另外的母 线保护装置 。 电力系统网络型继 电保 护是一种新型的继 电保护， 是微机保护技术发展 的必然趋势 。 它建立 在计算机技术 、网络技术 、通信技术 以及微机保护技术发展的基础 上 。网络保护系统中网省级 、省市级和市级主干 网络拓扑结构， 以及 分 站 系 统 拓 扑结 构 均 可 采 用 简 单 、可 靠 的总 线 结 构 、星 形 结 构 、环 形结构等 。 ３ ． ３智能化 随着 计算机技术的飞速发展 及计 算机在 电力系 统继电保 护领域 中的普遍应用， 新的控制原理和方 法不断被应用于计 算机继 电保护 中， 近年来人 工智能技术如专家系统、人工神经网络、遗传 算法 、模 糊逻辑、 小波理论等在 电力系 统各个领域都得到了应用， 从而使继电 保护的研 究向更 高的层 次发展， 出现 了引人注 目的新趋势。 例如电力 系统继 电保 护领域 内出现 了用人工神经 网络 （ Ａ Ｎ Ｎ ） 来 实现 故障类型 的判别、故障距离的测定 、方 向保护、主设备保护等 。在输 电线两 侧系统 电势角度摆开情况下发生经过渡 电阻的短路就是一非线性 问 题， 距 离保护很难正确作 出故障位置 的判别 ， 从而造成误动或 拒动 ： 如果用神经 网络方法， 经过大量故障样本 的训练， 只要样本集 中充分 考虑 了各种情况， 则在发生 任何故 障时都可正确判别 。 随着人工智能 技术 的不断发展， 新 的方法也在不断涌现， 在 电力系统继 电保护 中的 应 用 范 围也 在 不 断 扩 大 ， 为 继 电保 护 的发 展 注 人 了新 的 活 力 。 将 不 同 的人 工 智 能 技 术 结 合 在 一 起 ， 分 析 不 确 定 因素 对 保 护 系 统 的影 响 ， 从 而提高保护动作 的可靠性， 是今后智能保 护的发展方 向。 虽然上述智 能方法在 电力系 统继 电保护中应用取得 了一些成果， 但这些理论本 身还 不是很成熟， 需要进一步完善 。 随着电力系统的高速 发展和计算 机 、通信等 各种技术 的进 步和 发展， 可以预见， 人工智 能技术在继 电 保护领域必会得 到应用， 以解决用常规方法难以解决的问题 。 ３ ． ４综合 自动化 现代 计算机技术 、 通信技术和 网络技术为改变变电站 目前监视、 控制、保护和计量装置及系统分割的状 态提 供了优化 组合 和系统集 成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创 新。实现 继 电保护和综合 自动化 的紧密结合， 它表现在集成与资源共享、 远方 控 制 与 信 息 共 享 。以 远 方 终 端 单 元 （ Ｒ Ｔ Ｕ ） 、微机保护装置为核心， 将 变 电所的控制、信号、测量、计 费等 回路纳入计算机系统， 取代传统 的控制保护屏， 能够降低变 电所的 占地面积和设备投资， 提高二次系 统 的可靠性 。综合 自动化系统打破 了传统二次系统各专业界限和设 备划分 原则， 改变 了常规 保护装置不能与调度 （ 控制） 中心通信的缺 陷， 给变 电所 自动化赋予 了更新含义和 内容， 代表 了变 电所 自动化技 术 发 展 的 一 种 潮 流 。随 着 科 学 技 术 的 发 展 ， 功 能 更 全 、智 能 化 水 平 更 高、 系统更完善超高压变 电所综合 自动 化系统， 必将在 中国电网建设 中不断涌现， 把 电网 的安全、稳定和经济 运行提 高到一个新的水平 。 ４结 语 随着 电力 系统的高速发展和计算机技术 、网络 技术和人 工智 能 技术 的进步， 继 电保护技术面临着进一步发展的趋势。 其 发展将 出现 原理突破和应用 革命， 由数 字时代跨入信 息化 时代， 发展 到综合 自动 化 水平 。 这 对 继 电保 护 工 作 者 提 出 了艰 巨的任 务 ， 也 开辟 了 活动 的 广
浅析继电保护技术在电力系统中的发展
“ 兵” 哨 。
3 继电保护新技术的发展
随着计算机技术的飞速发展及计算机 在 电力系统继 电保护领域 中的普遍应用 ， 新的控制原理和方法被不断应用于微机继 电保护中， 以期取得更好的效果 ， 从而使
微机继 电保护的研究 向更高的层次发展 ， 能。在采用 (O T A ) 和 (O T A ) 的情 出现 引人注 目的新技术 。 况下 ，保护装置应放在距 ( O T A ) 和 3 1计算机化 (OT A ) 最近的地方， 一方面用作保护的计 电力系统对微机保护的要求不断提高， 除 算判断; 另一方面作为测量量，通过网络送到 主控室。从主控室通过网络可将对被保护设 了保护的基本功能外， 还应具有大容量故障信 备的操作控制命令送到此一体化装置， 然后 息和数据的长期存放空间， 快速的数据处理功 执行断路器的操作。 能， 强大的通信能力， 与其它保护、控制装置 和调度联网以共享全系统数据、信息和网络 3. 3 智能化 近年来 ，人工智能技术如神经网络 、 资源的能力， 高级语言编程等。所以继电 保护 装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展 遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力 系统各个领域都得到 了应用 ，在继 电保护 趋势。 3 . 2 保护、 控制、测量、 数据通信一体化 领域应用的研究也 已开始。神经网络是一 种非线性 映射的方法 ，很 多难以列出方程 保护装置实际上就是整个电力系统计 式或难以求解的复杂的非线性问题 ， 应用 算机 网络上的一个智能终端 ，它可从 网上 神经网络方法则可迎 刃而解 。其它如遗传 获取电力系统运行和故障的所有信息和数 算法 、进化规划等也都有其独特 的求解复 据 ，也可将它所获得的被保护元件的所有 杂问题的能力。将这些人工智能方法适 当 信息和数据传送给 网络控制 中心或任一终 结合可使求解速度更快。 端 。因此 ，每个微机保护装置不但可以完 总之， 随着电力系统的高速发展和计算机 成继 电保护功能 ，为了测量 、保护和控制 的需要 ，常规变电站的所有设备， 如变压 技术、通信技术的进步， 继电保护技术面临着 器 、线路等的二次 电压 、电流都 必须通过 进一步发展的趋势。国内外继电保护技术员 控制电缆引到主控室 ， 所敷设的大量控制 发展的趋势为计算机化、 络化， 网 保护、 控制、 电缆不但投资大 ， 而且其二次 回路非常复 测量、数据通信一体化和人工智能化， 为电力 杂。如果将上述的保护、控制 、测量 、数 工业的快速发展提供了更可靠、稳定、完善 据通信一体化的计算机装置 ，就地安装在 的保护。微机保护必将随着各种技术的进步 变电站的被保护设备旁 ，将被保护设备的 和发展呈现更新的特征， 也将获得更广泛的应 用。 电压 、 电流量在 此 装 置 内转 换 成数 字量 后， 通过计算机 网络送到主控室 ， 则可免除 大量的控制 电缆 。如果用光纤作为 网络的 参考文献 传输介质，还可免除电磁干扰。随着光电技 【 白六平， ] 1 崔振强.继电保护在电力系统中的 术和计算机技术的飞速发展， 新型光学数字式 重要性t J] . 中国电力系统， 2006 ( 10 . ) 电压互感器(OT A) 、光学数字式电流互感器 【 杨晰. 电力系统继电保护技术发展[ . 大众 ] 2 ] J (OT A)取代电磁式互感器是继电保护的一个 用电， 06 (0 1) . 20 发展方向， 它用光电传感的方法获取必要的信 【 刘夏.继电保护技术的发展历程【 .机电技 ] 3 ] J 息， 通过光电传输这些数据、命令和其他信 术. 2005 ( 12 ) . 息， 进入计算机数据处理并监视 ， 然后进行继
继电保护对电力系统的意义和发展趋势
过 电流保护 一般应用在 ４ ０ Ｖ ０ ＫＡ以上的变压器上。定时限过 电流保护 是指起动 电流按照躲开可 能出现的最大负荷 电流来整定的一种保护 。 保护 动 作 后 ， 压 器 两侧 的 断路 器 应 跳 开 。 它 的 作 用 是 防 御 内 部 和外 部 相 间短 变 路 及 作 后 备 保护 。
４ 继电保护技术的发展趋势 、
随 着 快 速 发 展 的计 算 机 技 术 在 电 力 系 统 继 电 保 护 领 域 的应 用 ， 电保 继 护 技 术 的 总 体 发 展趋 势 是 计 算 机 化 、 络化 、 能化 和 多 功 能 一体 化 。 网 智 ４ １计 算 机化 ．
保证 电力系统中无故 障的部分能正常运行 。
３ ３ ４速 断保 护 ．．
是 因 电流增 大而 瞬 时动 作 的 一 种 保 护 ， 的 作 用 是 防 御 内 部及 外 部 引 它 线的短路。速断保护 的主要优点简单可靠 ， 动作迅速 ， 缺点是灵敏度低 。 这 里 仅 对 以上 常见 的变 压 器 继 电 保 护 作 了 介 绍 ， 于 其 它 四种 继 电保 由 护 形 式 不 常 见 ， 此 不 多作 介 绍 。 在
置 应 有 正 确 的动 作 ， 该 动 的 时 候 不 应 该 有 拒 绝 动 作 ； 该 动 的 时候 不 能 即 不 有 误 动 作 。 电保 护装 置 的拒 绝 动 作 和 误 动 作 都 会给 电 力系 统 带 来 严 重 的 继 危 害 ， 此 ， 做 好 设 计 原 理 、 定 计算 、 因 要 整 安装 调试 、 元 件质 量 和运 行 维护 各 等 方 面 的 工作 ， 保 继 电保 护 装 置 的可 靠 性 。 确 ２ ３ 动性 ．速 即 要 求继 电保 护 设 备 能 在 最 短 时 间 内 切 除 短 路 故 障 ， 样 就可 以 减轻 这 短 路 电流 对 设 备 的 损 坏 程 度 ， 高 电力 系 统 并 列运 行 的 稳 定 性 ， 时 为 设 提 同 备 的 正 常 运转 赢 得 时 间 ， 效 避 免 事 故进 一步 扩 大 。 有 ２ ４选 择性 ． 这 是 继 电保 护 装 置 的 关 键 属 性 ， 指 当 电 力 系 统 中 发 生 故 障 时 ， 电 是 继 保 护 装 置 应 能 有选 择 性 地 仅 将 故 障 元 件 切 除 ，尽 可 能地 缩 小 停 电 范 围 ， 以
电力系统继电保护的作用及其发展趋势
电力系统继电保护的作用及其发展趋势摘要：继电保护是电力系统安全运行的重要保障之一，本文首先探讨了继电保护的作用，并分析了其正常运行的四项技术要求，也即可靠性、速动性、选择性和灵敏性。
在此基础上，对电力系统继电保护未来的发展趋势和技术前沿进行了归纳总结。
关键词：电力系统继电保护发展态势技术前沿变电站普遍采用继电保护装置，从作用上来看，继电保护是保障电网可靠运行的重要组成部分，用于监测电网运行状态，记录故障类型，控制断路器工作。
在电力系统中，继电保护一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成，继电保护的工作原理是：当电力系统发生故障或异常现象时，继电保护装置会将故障部分从系统中切除出去，或及时发出信号，以此缩小故障范围，减少故障损失，保证系统安全运行。
由于电网系统的规模在不断扩大，同时电力系统的技术复杂程度也在不断提高，这对继电保护技术提出了更高要求。
1 继电保护的作用为了构建良好的电力系统运行秩序, 在设备运作期间必须要配备相应的运行保护。
继电保护在电力系统出现故障时能够及时检测故障发生的因素, 并判断故障的具体位置, 向技术人员发送报警信号等。
以下是他的几个优势体现。
1) 有效保障安全。
当电力系统运行异常时，继电保护技术可以有效避免外界因素干扰造成的装置受损，当电力系统正常运行时，继电保护装置可以实现有效的防范监测，通过持续的安全监测，可以有效地保障电力系统健康运行。
2) 投资较少，安装便捷。
继电保护装置所采用的材料质量小，产品重量较小，在电网运行期间结合新建的传输通道，大大降低了电力系统占据的空间，也可显著降低电网运行的成本投入。
高科技的继电保护产品带来的是故障诊断的高效率，在电能消耗上要比其他保护装置低得多。
同时，安装方便，只需要技术人员在安装继电保护装置时按照安装电气图纸进行操作即可。
3) 检测故障及防范。
从运作原理上来看，继电保护是在电力系统的设备或元器件出现故障之后，对其实施报警用来提醒值班人员进行处理。
电力系统继电保护现状和发展趋势
5科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O .10SCI ENC E &TECH NOLOG Y I N FOR M A TI ON 工程技术1国内继电保护现状上世纪50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术发展起到了关键作用。
自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。
60年代中期到80年代,晶体管继电保护在我国蓬勃发展并广泛采用。
60年代,我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。
70年代,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究,到80年代末,集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。
90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。
我国从70年代末即己开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用。
不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
可以说从90年代开始我国继电保护技术己进入了微机保护的时代。
80年代,我国生产了第一套微机型继电保护,随后投入批量生产。
微机继电保护从20世纪90年代开始在我国电网中逐步得到实际应用。
2国外继电保护现状国外的继电保护已经走过了一个多世纪的历程。
上世纪90年代,随着微机保护的发展,不断有新的改善继电保护性能的原理和方案出现,这些原理和方案同时也对微机保护装置硬件提出了更高的要求。
由于集成电路和计算机技术的飞速发展,微机保护装置硬件的发展也十分迅速,结构更加合理,性能更加完善。
微机保护装置的发展大致可以分为以下几个阶段：第一阶段,以单CPU 的硬件结构为主,数据采集系统由单一的逐次逼近式A/D 转换芯片构成。
浅谈电力系统继电保护的发展
护的最小灵敏 系数在规程 中有具体规定 。选择性 和灵敏
性的要求 ， 通过继 电保护 的整体来实现 。
３ 继电保护发展趋势
继 电保护技术未来趋势是向计算机化 ， 网络化 ， 智能 化， 保护 、 控制 、 测量和数据通信一体化发展。
①计算机化 。 随着计算机硬件的迅猛发展 ， 微机保护
下。
化、 智能化和虚拟化方 向迅速发展 ， 从而改善系统运行特 性， 避免 电力系统事故 的发生 ， 同时这也是 电力系统继 电
保护发展 的必 然方 向和要求 。
参 考 文献 ： ［ 冯小玲， １ ］ 郭袅， 成． 电保 护仿真系统的现状及其应用 谭建 继
［． Ｊ广西 电力 ， ０ ，７６． ］ ２ ４２ （） ０
余 剑 １ Ｉ
（． １ 武汉大学 电气工程学院 ， 湖北 武汉 ４ ０７ ； ３０ ２ ２湖北省咸宁供 电公司 ， ． 湖北 咸宁 ４ ７ ０ ） ３ １０
摘 要 ： 章 简述 了 电 力 系统 继 电保 护 的作 用 ， 文 以及 继 电保 护 的 基 本要 求和 发 展 趋 势 。 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０６ ８３ （０ １２ — ０ ０ ０ １０ — ９７ ２ １）４ ０ ９— ２
③选择性 。是指首先 由故障设备或线路本身的保护 切除故 障，当故障设 备或线路本身的保护或断路器拒动 时， 才允许 由相邻设备保护 、 线路保护或 断路器失灵保护 切除故 障。 ④灵敏性 。是指在设备或线路的被保 护范 围内发生 金属性短路时 ， 保护装置应具有必要的灵敏 系数 ， 各类保
【】Ｇ ５ ０ ２ ９ ， ２ Ｂ ０ ６ — ２电力装置 的继电保 护和 自动装置设计规范
［】 Ｓ．
浅论电力系统继电保护新技术发展趋势
浅论电力系统继电保护新技术发展趋势摘要：电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，进而我国电力系统的未来发展将更为强大。
关键词：电力系统；继电保护；新技术；发展趋势1继电保护技术的发展开端继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。
熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。
由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。
本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。
这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。
2继电保护的发展现状随着我国社会经济水平的的不断提高，继电保护技术到现在经过了4个发展阶段：从无到有；继电保护设备性能和运行技术；晶体管继电保护蓬勃发展和广泛运用；集成电路保护的研制、生产、应用处于主导地位，进入集成电路保护时代。
现在我国继电保护技术进入了微机保护时代，电力系统规模不断扩大，成为当今社会人们生活生产的最大能源，对电力系统继电保护技术要求更高。
电力事业发展迅速，社会经济发展和人民生活生产随着电子计算通信技术的快速发展而发生巨大改变，这些技术应用到继电保护产品中，促使电力系统继电保护产品升级为智能产品，并发展成为信息工业领域中一大系列产品群体，并且对继电保护技术发展提出新的要求。
电力系统结构日趋复杂，简单的保护装置已经不能满足对继电保护的选择性和快速性要求，断电保护和继电保护技术的应用，使继电保护得到了大力发展。
3电力系统继电保护新技术的应用3.1数字化技术的应用随着社会经济的不断发展和科学技术的革新，数字化技术在电力系统继电保护领域的应用越来越广，数字化变电站的建设已经成为电网建设的主流。
电力系统继电保护的现状与发展趋势
电力系统继电保护的现状与发展趋势摘要：近几年来，随着信息技术的不断进步，这样的便利条件也为电力系统继电保护新技术带来了发展的契机，这一项新技术的出现与进步，在很大的程度上使得我国的电力系统更加的全面与完善，能够为我国电力事业的发展奠定坚实的基础。
在继电保护新技术的保护下，我国的电力系统保持一个相对安全并持续运行的状态，从而在此基础上推动着社会经济的稳步增长，为人民带来便利与生活保障。
基于此，本文将着重分析探讨电力系统继电保护的现状与发展趋势，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。
关键词：电力系统；继电保护；现状；发展引言电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，随着当前社会发展的过程，计算机技术和信息技术不断发展，继电保护技术也不断出现了新的发展模式和发展理念，成为当前电力系统中的主要发展前提和手段。
1 电力系统继电保护概述继电保护可以对电力系统的一系列异常情况进行相应的处理，保证电力系统的安全与正常运行。
我国对电力系统继电保护的研究从上世纪80年代初才正式开始，晚于西方各国。
微机继电保护是我国一直以来对电力系统继电保护的研究方向，我国自改革开放以来就注重对电力系统以及继电保护的研究，而且在上世纪80年代就引入了计算机，在1984年以计算机作为依托建立了微机继电保护，并且取得了良好的成效，这一技术在我国已经日趋成熟。
目前，电力系统在我们的生产与生活中扮演了越来越重要的角色，因此对电力系统的保护工作也越来越重要，因此我们看重继电保护，要了解它、发展它，让它跟上时代的步伐，为我国发挥出更大的作用。
2 电力系统继电保护的现状继电保护装置与技术主要经历了四个重要的发展阶段。
发展阶段一，机电式的发展，主要是在建国初期，刚刚体会到电力系统的优越性，所以开始时期的继电保护技术和设备都是抄袭与借鉴的，以此慢慢改革，创新，组建系统，在这个时期最为优秀的是相应的机电式继电保护装置。
发展阶段二，晶体管的保护阶段，这一时期我国的科学技术水平得到了十足的发展，以前仅存于国外的各种技术，随着我国科研人员的不懈努力，使我国拥有了自主知识技术，从而摆脱了只能靠进口的时代，积极的研发自主产品，是继电保护技术与装置全国产的重要时期。
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浅谈电力系统继电保护的发展
摘要:本文主要论述电力系统继电保护的发展趋势, 分析了广域保护的概念和结构、通讯网络结构。
关键词: 继电保护广域保护
1 前言
随着时代的不断进步，电力系统的发展也随着扩大,继电保护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。
电力系统在运行中, 可能发生各种故障和不正常运行状态, 最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。
在电力系统中, 除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外, 故障发生时,必须迅速而有选择性地切除故障元件,这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。
2继电保护技术发展趋势
2. 1 计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。
电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能, 强大的通信能力, 与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。
这就要求微机保护装置具有相当于一台PC 机的功能。
该类装置的优点有: ( 1) 具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。
( 2) 尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境, 成本可接受。
(3)采用STD 总线或PC 总线, 硬件模块化, 对于不同的保护可任意选用不同模块, 配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
2. 2网络化
因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围, 还要保证电力系统的安全稳定运行。
这就要求每个保护单元都能共享整个电力系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。
显然,实现这种系统保护的基本条件是将整个系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。
这在当前的技术条件下是完全可能的。
保护装置实现计算机联网, 能提高保护的可靠性,同时可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
2. 3 保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据, 也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。
因此, 每个微机保护装置不但可完成继电保护功能, 而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
2. 4 智能化
近年来, 人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始。
人工智能技术在继电保护领域的应用, 可以解决用常规方法难以解决的问题。
3广域保护
3. 1 广域保护研究的理论背景
继电保护装置以判断被保护对象内部故障,及时可靠地切除故障为己任。
但是目前的安全自动装置都是在检测到系统产生不正常运行状态以后再采取控制措施,例如低频、低压减载装置是在系统频率或母线电压降低、偏离正常值一定程度且持续一定时间后才执行切负荷或切机操作,属于事故后控制措施。
在特殊情况下如果频率或电压下降速度过快,可能安全自动装置来不及动作,系统已经发生严重的崩溃事故。
此外, 目前使用的安全自动控制判据大都是基于本地量构成, 反映的只是系统某点或很小一个区域的运行状态, 不能反映较大区域电网的安全运行水平,装置之间缺乏相互协调和配合, 难以做到对系统进行优化控制。
这样将会导致系统某点发生故障后安全水平下降, 造成继电保护和安全自动装置相继动作。
由于这些装置之间缺乏相互的配合协调,可能进一步扩大故障影响范围,引起系统发生连锁跳闸等严重事故。
去年北美以及世界范围内的几次大停电事故让人们认识到: 事故的发生并不是因为继电保护和安全自动装置误动作, 恰恰相反,它们都能正确动作,但是仍然不能避免大规模停电事故的发生。
其原因就在于它们之间缺乏相应的配合协调, 基于本地量的装置难以反映区域电力系统的运行状况。
3. 2 广域保护系统概述
广域保护是在电网互联趋势下提出的对继电保护系统更高的要求,这是一个新的研究方向,国外早在1997 年开展了相关研究探讨;国内在这一领域的研究起步较晚,直到最近一两年才陆续有相关的论文发表。
广域保护系统可以分为两类: 一类是利用广域信息,主要完成安全监视、控制、稳定边界计算、状态估计等功能,其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现;另一类则是利用广域信息完成继电保护功能。
但是目前多数研究进行的
只是概念性的讨论,对于具体问题如系统结构、通信网络配置、广域信息的采集和利用、广域保护和控制算法等方面并没有进行详细深入分析,尚未形成完整的理论体系。
3. 3广域保护系统基本结构
广域保护系统是一个复杂的系统,如果以广域信息的采集、传送、分析和使用为主线,整个系统的构成基本上可以分为三大部分。
第一部分是电力系统实时动态监测系统,即对电力系统动态过程进行监测和分析的系统。
由安装在各变电站的同步相量测量装置( PMU) 之间相互通讯, 及与安装在电力系统调度中心、变电站或发电厂的主站( main s tat ion)通讯,构成电网广域测量系统(WAMS) , 实现对地域广阔的电力系统运行状态的监测和分析。
第二部分包括广域继电保护算法和广域自动控制策略( 基于广域信息切负荷、切机等) , 安装在各变电站的CDE相互通讯,就地实现常规保护功能,且主站根据采集到的电网中分布的各变电站PMU 实时测量数据, 检测故障,分析扰动, 提出投切线路、负荷和机组等控制策略。
第三部分是电力系统实时控制系统, 由安装在各变电站的自动控制装置与安装在调度的控制中心联网,实现广域自动控制策略。
广域保护系统功能结构: 该系统由相量测量( PMU)、安全稳定控制装置、厂站安全稳定监控子站、通信线路、电网安全稳定监测与控制主站、网络服务器及资料分析站等组成,具体功能如下:
( 1)相量测量装置( PMU )。
GPS 同步采样记录电压电流相量、功率和开关量动作情况,计算正序电压电流等相量,通过安全稳定监控子站和通信线路将各种数据上送到安装在调度的电网安全稳定监测与控制主机。
( 2)安全稳定控制装置。
在电网故障条件下, 安全稳定监控子站根据厂站运行状态,查找预先整定的控制策略表,控制变电站安全稳定控制装置, 直接进行切机和切负荷操作;电网频率或电压变化后,安全稳定控制装置自动进行无级切机和调负荷控制;也可由调度人员远方操作,维护电网安全稳定运行。
(3) 厂站安全稳定监控子站。
安全稳定监控子站安装在变电站,向上通过光纤与电网安全稳定监测与控制主机通信, 向下通过以太网与相量测量装置( PMU)及安全稳定控制装置通讯, 是发电厂变电站安全稳定监测与控制系统的决策中心和通讯桥梁。
可就地实现一些广域保护算法, 安全稳定监控子站之间可以相互通讯。
(4) 电网安全稳定监测与控制主站。
电网安全稳定监测与控制主机安装在调度室内, 与安全稳定监控子站通讯, 获取各种数据, 进行广域保护计算,及对多站间的实时功角及各站模拟和开关信号进行在线监测,记录有关数据,并存入数据库。
并将实时监测到的电压电流相量和功角传送到EMS 系统,供EMS 系统进行静态和动态安全稳定分析, 并把EMS系统的安全稳定控制命令传达到发电厂变电站的安全稳定控制装置,进行投切机组和负荷控制。
4 广域保护应用
广域保护的应用总的来说还处于起步阶段, 目前国内外还没实现大规模应用,典型应用如:华东电网公司研发了一套针对华东电网的广域动态监测系统, 目前该系统已进入运行阶段。
在试运行中, 该系统成功捕捉了2006年桑美台风登陆浙江、福建造成的电网短路故障、浙江乌沙山电厂60万千瓦机组的甩负荷试验状况,并经历了华东电网电力市场第二次调电试验考验,为华东电网安全稳定动态监视、预警和在线决策提供了技术手段, 为运行方式的研究、电力交易的稳定校核和离线事故分析提供了技术支持。
5总结
由于微机保护具有强大的逻辑分析、判断和数值计算的能力,并可以利用网络进行通信, 通过广域保护和电网的信息交换来提高保护装置的性能的自适应、基于多agent 的保护以及广域保护引起了国内外电力界学者和工程技术人员的广泛重视, 经过长期不懈地努力,已取得初步的成果。
[参考文献]
[ 1] 贺家李,宋从矩. 电力系统继电保护原理[M] .北京: 中国电力出版社, 2003.
[ 2] 陈德树,张哲, 尹项根. 微机继电保护[M] . 北京:中国电力出版社, 2000.。