浅析广域继电保护及其故障元件判别问题

浅析广域继电保护及其故障元件判别问题

王麟

王麟

（大唐韩城第二发电有限责任公司）

摘要:我国经济与社会的不断发展使得国内对于电的需求越来越高，电力企业也因此得到了良好的发展环境。但是，由于旧式的继电保护技术在感应程度方面性能较差，导致停电事件屡屡发生。为了解决这一问题，我国开始研究广域继电保护技术。本文将首先研究传统继电保护中暴露出来的不足，再研究广域继电保护的几种研究成果，以及如何判别故障元件。

关键词:广域继电保护；传统继电保护；故障元件判别

0前言

大规模的停电事件屡屡发生，不仅是对经济发展造成妨碍，也是对国民生活的恶劣影响。因此我国应当重视电力发展的稳定性，在这方面进行更多的研究，使用更加稳定的方法解决电力的稳定问题。广域继电在这方面有一定的优势，操作方便，灵敏度较高，但是在使用的过程中还需要进一步研究其故障元件的判别问题。

1传统继电保护的缺陷

1.1数值不稳，误操频繁

传统的继电保护因为使用时间较长的缘故，其性能已经跟不上现在的电力发展需求了，特别是在科技发展迅速的当下，为了适应电力的高需求，电网结构发生了巨大的变化，各种复杂结构层出不穷。电网结构复杂化，但是继电保护并没有随之更新，于是传统继电保护的后备保护定值经常出现波动，造成电网检测的时候难度也随之增加。而且继电保护没有跟上电网结构发展的另一个弊端也逐渐展现出来，那就是继电保护的判定仍然停留在电网结构变动之前，对于是否进行继电保护的判断频频受到电网结构改变的影响[1]。有时实际上电网的运行处于正常状态，但是继电保护设备仍然判断电网发生了故障，于是引发了停电。

1.2后备配置性能不足

传统的继电保护的后备配置结构非常复杂，所以在进行是否对电网进行保护的判定时就要进行更长时间的计算，而传统继电保护本身储备的信息又与复杂的现代电网结构不符，造成长时间的判断之后依然会做出误判。这是后备配置结构无法适应当下电网需求的原因，可以判断传统的后配配置结构适应性不强，无法承担迅速发展的电网结构的保护任务。同时传统继电保护的后备配置的结构虽然复杂，但是设计非常单一，在当下社会发生了变革的电网结构中，面对新式电网结构中暴露出的新问题就暴露出了处理新问题方面的艰难之处，只能处理旧式电网结构的问题，但是当下的电网中，旧式电网结构已经难以适应社会的需要。这种情况就使得继电保护的能力和现代社会对于电力设备安全稳定性能之间的需求出现了交错，显然传统继电保护设备需要进行一次更新。

2广域继电保护

2.1广域继电保护的概念

广域继电保护是将计算机技术应用到继电保护中产生的新式继电保护技术，主要指的是广域测量信息的继电保护。广域继电保护技术继承了传统继电保护中的任务和职责，都是在线路故障的时候进行判定和切除，将继电保护和安全稳定控制系统结合起来，一起进行电力系统的安全经济控制活动。但是广域继电保护技术较之传统继电保护系统来更加稳定，而且因为融合了计算机技术的缘故，在进行故障判断的时候也更加灵敏。目前广域继电保护技术已经逐渐得到企业和国家的承认，开始应用到实际继电保护中，而且为了提高这种技术在继电保护技术上的效果，专家和技术人员还在持续研究中。

2.2OAS的继电保护

OAS的继电保护主要应用的是事件触发模式，通过对电网结构变化的时时掌控，根据实事情况计算并且调整保护定值，以此提高继电保护的灵敏度，降低停电事件的发生概率。研究人员对OAS的继电保护技术进行了长时间的研究，已经能够证明这种技术确实能够提高继电保护的灵敏度。因为计算机技术使得它在检测电网变化的时候能够根据变化采取处理模式，调整定值来加强保护。但是这种技术也存在着一定限制，那就是研究人员始终无法解决的传统后备保护整定配合复杂困难、延时缓慢的问题[2]。但是这一问题就是造成电力频繁断电的原因，所以OAS的继电保护仍然没有解决最限制传统继电保护继续使用的问题。OAS的继电保护技术还需要进一步研究，当这种技术能够解决频繁跳闸断电的问题，并能够保障上行和下行的信息都及时可信之后，就能够应用到实践中了。

2.3FEL的继电保护

FEL的继电保护技术研究开始于上个世纪九十年代末期，是以故障元件的判别原理——简称FEL为基础进行的。FEL的继电保护技术是通过电网中广域多点测量信息，然后采用了特定的判定方法，将电网中的故障元件和状态迅速判定后切除。可以看到，FEL的继电保护技术重点在于对故障元件的判断和切除的速度上，它有效解决了传统继电保护在这方面的延迟缓慢问题，高效地处理电网中的故障问题。而且它不依靠通过复杂的计算，而是通过一些的时序和逻辑之间的配合就能够进行后备保护的选择。FEL的继电保护技术没有通过检测电网的实时变化来进行判定，所以当它需要处理问题的时候，仅需从周边地区的变电站群外延设备中获取需要的信息即可，这种模式大大提高了它对故障进行判定的效率。FEL继电保护高效的判定速度使得它受到来自许多企业和工程的欢迎，虽然这门技术还有一些其他的问题需要进行研究弥补，但是现阶段已经是一种较为能够承担现今电力要求的技术了[3]。

3故障元件判别

3.1广域综合抗阻上的判别

随着运行模式的变化，普通电流和广域电流在线路范围和数量方面都会有不同的变化，但是两相比较之下，能够看出广域电流的灵敏度更加容易受到影响。经过研究实验证明，受到广域综合抗阻影响的故障元件判别方式能够有效解决广域电流的敏感问题，因此为了提高在判别故障元件上的优势，广域继电保护应当和综合抗阻联合起来。

3.2遗传信息融合技术上的判别

遗传信息融合技术能够帮助广域继电保护提高其继电保护的稳定性和精准度，它主要是通过将故障方向和遗传算法等状态与保护信息结合到一起，来进行故障元件的判别。这种方法能够有效应对在数据传输的过程中经常出现的信息丢失现象，同时在信息数学模型的建造方面，遗传信息融合技术在运算方面的高效和在进行故障元件判别时候的精准都有着巨大作用。

3.3概率识别的信息融合技术上的判别

同一时间内，广域范围内发生不同故障的概率较低，在这种情况下，信息融合技术能够帮助对元件进行一定程度上的判别，并且进行后期计算的时候搜索范围的控制行为。信息融合技术运用故障判别时的概率计算，提高了故障元件的判别效率，而且为了降低计算需要的时间，防止因复杂计算造成的判断失误，也为了提高判别的容错率，信息融合技术的研究发展具有重要意义。

3.4故障电压分布上的判别

对故障元件进行判别的时候，需要考虑到周边许多影响因素的干扰，这就导致在实际判定的时候难度无疑要上升很多。所以为了降低难度以达到准确判定的要求，就开展了以故障电压分布为基础的故障元件判定的研究[4]。这种方式能够从电流故障分量或者是线路单侧电压的测量值中大致计算出另一侧的电压故障分量，并且以此帮助广域后备保护进行电压故障分量的测量值和估算值，形成了故障元件判别的基础。

4结语

旧式继电保护技术的不足促使了广域继电保护的研究，OAS和FEL都着力于解决传统继电保护技术在应付复杂电网结构方面的不足、提高对故障元件的判别效率。而进行故障元件判别的时候也研究出了基于广域综合抗阻、遗传信息融合技术、概率识别信息融合技术、故障电压分布的判别原理分析。

参考文献

[1]尹项根,李振兴,刘颖彤,刘宝.广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].电力系统保护与控制.2012(03):23-25.

[2]李琪,赵雯莉,任凯,季亮.广域继电保护及其故障元件判别分析[J].自动化应用.2013(11):93-96.

[3]包宗士.广域继电保护及其故障元件判别问题探讨[J].电子技术与软件工程.2014(16):17.