面向智能电网的继电保护系统重构研究

面向智能电网的继电保护系统重构研究

王壮

(通辽霍林河坑口发电有限责任公司内蒙古通辽市029200)

摘要：继电保护系统的存在能够有效提高电力系统运行稳定性与安全性。为此，本文一继电保护系统重构的意义为研究基点，分析了继电保护系统在进行系统重构时的注意事项，并从故障诊断、系统完善以及加强继电系统各单元交流三个方面对继电保护系统的重构提出了针对性的建议，以期能够妥善解决继电保护系统重构过程中存在的问题，成功构建起面向智能电网的继电保护系统，推动我国电力系统的发展。

关键词：智能电网；继电保护；系统重构

一、继电保护系统的重要性

进入二十一世纪以来，信息技术取得快速发展，并在各行各业中获得广泛应用。电力企业在利用通讯及信息技术后，继电保护系统运行的可靠性得到明显提升。传统使用的继电保护系统智能化水平较低，连接方式、网络适应条件以及保护对象都很难满足现代电力企业发展的实际需求，继电保护系统自身适应能力差。继电保护系统中使用分布式电源后，电力企业对继电保护系统的安全性和可靠性提出了更高的要求，要同时满足单向和双向潮流运行方式的需求。由此可见，继电保护系统想要适应智能电网发展的实际需求，必须完成内部系统重构，为电力企业的发展建设提供动力保障。

二、重构方式

2.1继电保护要遵循以下重构原则：第一，完整的功能：继电保护经过重构后要超过原来系统的保护功能，并且在紧急状况下能够解除或降价某些功能，比如选择性或动作速度等，从而达到最低的系统安全指标。第二，快速重构：因为一次系统时刻都需要继电保护，所以重构继电保护要有效快速。当需要重构多套保护时，在最低功能维持的状况下使用同时实施或分步实施。第三，可靠重构：重构继电保护要对设备组合重新选择，重构后要满足可靠性指标要求。第四，经济重构：重构继电保护需重新划分设备资源，所以在可靠性得到保证时需降低资源占用率。

2.2重构继电保护通用模型：重构继电保护需要重新组合继电保护资源，包括组合资源的实现及方式，还有三个核心要素）。第一，资源：根据不同组成的继电保护系统，传统的系统表示为功能元件的不同集合，比如：分解继电保护系统为操作电源、执行元件、比较元件、测量元件、信息通道以及互感器等元件的组合。第二，组合资源：组合继电保护资源需要根据给定原则重新连接内部元件或重新分配内部信号。先前的继电保护元件不能满足重构需求，实现重构选择数字化元件。第三，组合方法：重新组合继电保护的资源，是重构继电保护的重点所在。综合决策需要考虑继电保护状态信息以及一次系统信息等。

针对以上重构要素，继电保护的重构模型可分为三层：协调决策层、重构执行及状态监测层、功能元件层。

功能元件层集合继电保护必需的很多功能元件。

重构执行及状态监测层包括分析决策和信息采集的所有计算机，主要是采集元件的状态信息，按照状态信息诊断状态，从而确定异常或故障元件，进而选择替代元件，然后下达重构命令到各个功能元件。这一层根据电网拓扑结构可以设置若干区域处理中心。

通常状况下，分布在区域处理中心的所以计算机能够达到本区域重构继电保护的需求，跨区域的信息需要与协调决策层设置的计算机协调信息交换。

三、加强面向智能电网的继电保护系统重构对策

3.1强化故障诊断功能

为了更好的使现代电网智能化，需要合理的构建继电保护系统，对于重构后的电网继电系统，要能够判断出系统运行中的异常状况，同时对于隐性的故障也要能够及时找出，从而进行检测和采取合适的方式解决，优化机电系统中的元件，使整个电网正常运行。这种重构的继电保护系统在一定程度上消除了的状况，防止出现电网事故过快蔓延，从而影响了电网的正常运行，不仅提高了电网的安全水平，也很到程度节约了安全资金的投入。

3.2进一步完善系统功能

随着社会科学技术的不断革新，仅仅能够满足异常状况的诊断与维修是不够的，需要更加完善继电保护系统，不断提高电网运行的智能化，服务人类的功能也将越来越人性化。在继电保护系统重构中，需要根据人性化运行和管理不断优化它的功能，让这些功能能够有效的在智能电网中得到应用，对智能电网实施有效的保护。

四、继电保护系统的重构建议

4.1强化故障诊断功能

之所以要对继电保护系统进行重构，主要的目的在于保证智能电网具备更高的运行可靠性及安全性，提升智能电网的服务水平，基于上述重构目标，在实施的过程中，要能够有效地监控系统的运行，当系统运行异常或系统存在故障时，能够较为准确的判断，此外，继电系统运行的过程中，还存在一些隐性故障，要求重构之后的系统能够对隐性故障准确的判断，进而针对判断结果，采取相应的处理措施，保证继电系统平稳的运行，保障智能电网运行的安全性[3]。继电系统重构之后，故障诊断的功能得到切实的强化，从而有效地减轻了故障发生对系统的影响，保证电网处于正常的运行状态当中，提升电网的供电稳定性及质量。

4.2对系统的功能进行进一步完善

通过重构继电系统工作的开展，可以提升系统运行过程中诊断故障的自动化水平，并及时的给予维修和处理，同时，系统功能也会得到进一步的完善，从而有效地保证系统平稳的运行，提升系统的稳定性，良好的保护智能电网。随着电力行业的发展，相关的技术水平越来越高，且新技术、此材料等不断涌现，在重构的过程中，为了充分的满足不断变化的电网运行需求，需要适当的采用新技术、新材料，在满足电网运行需求的同时，真正的提升系统的功能，降低系统故障发生率，最大限度的保证继电系统及智能电网安全的运行。

4.3注重各个单元的合作与交流

在继电系统中，包含的装置单元比较多，重构过程中，出了各个单元装置方式保证正确性之外，还需要十分注重各个单元的合作与交流，通过控制与管理的加强，实现全面的监督各个单元的运行，从而将其运行存在的故障隐患及时的发现与排除，保证系统装置运行的安全性[4]。实施重构的过程中，一旦继电保护装置发生故障，重构的元件不仅能及时的发现故障，还能够立马将预警信号发出，提升系统的安全性。

五、面向智能电网的继电保护系统存在的问题

5.1继电保护系统发展存在的问题伴随着信息技术的发展，电力企业对继电保护系统的安全性和可靠性提出了更高的要求，我国目前电力企业中继电保护系统以刚性结构为主，继电保护系统自身存在较大的安全隐患，一旦遇到严重的自然灾害天气，如雨雪、台风以及洪涝等，系统中关键通道将会失去原有的功效，工作人员很难在第一时间找到新的解决办法，严重影响智能电网的正常运行。

5.2继电保护系统硬件存在的问题继电保护在电网系统的安全运行中发挥着至关重要的作用，但是，仅凭借继电保护是明显不够的，电力企业还应该注重电网系统稳定性的发展。就目前我国电力企业继电保护系统发展的实际状况来看，电网的整体性能还有待加强，继电保护系统硬件一旦出现问题，将引发严重的电网安全事故。

结语：

综上所述，作为智能电网系统中的重中之重，继电保护系统的运行直接决定着智能电网的未来发展。在新时期，通过对继电保护系统进行重构来推动智能电网的发展意义重大。因此，在重构过程中务必要做到精益求精，在做好相关注意事项的同时，杜绝人为失误，及时发现故障并修复故障，定期对继电保护系统进行检测，进而提升智能电网的性能，为推动我国经济的进一步发展助力。

参考文献：

[1]郝文斌，洪行旅.智能电网地区继电保护定值整定系统关键技术研究[J].电力系统保护与控制，2017，02：80-82+87.

[2]刘茗杰.智能电网继电保护在线整定计算系统设计与实现[D].电子科技大学，2015.

[3]李振兴.智能电网层次化保护构建模式及关键技术研究[D].华中科技大学，2017.