简析电网继电保护发展趋势及综合自动化系统

刘冬平1赵娜2

（1.国网青海省电力公司检修公司青海省西宁市810000；

2.青海科信电力设计院有限公司青海省西宁市810000）

摘要：电网是一个整体，因此面对这个庞大的整体，想要得到其及时的完整的信息不是那么容易的，当然，随着我国科技的不断进步，利用其一、二次设备信息慢慢的变成了可能。电网继电保护综合自动化系统就是用智能设备对电网整体进行信息的采集，同时，对采集到的信息进行计算分析，保持对继电保护的工作状态，来确保电网的安全的智能系统。

关键词：继电保护；发展趋势；综合自动化

一、电网继电保护综合自动化系统分析

1.1实现对各种复杂故障的准确故障定位

在检修过程中，得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确，因此，通过电网继电保护综合自动化系统，可以彻底解决这个问题。调度端数据库中，已经储备了所有一次设备参数、线路平行距离、互感情况等信息，通过共享EMS系统的数据，可以获得故障前系统一次设备的运行状态。故障发生后，线路两端变电站的客户机可以从保护和故障录波器搜集故障报告，上送到服务器。调度端服务器将以上信息综合利用，通过比较简单的故障计算，就可确定故障性质并实现准确的故障定位。

1.2完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策

系统发生事故后，往往有可能伴随着其他保护的误动作。传统的事故分析由人完成，受经验和水平的影响，易出现偏差。由于电网继电保护综合自动化系统搜集了故障前后系统一次设备的运行状态和变电站保护和故录的故障报告，可以综合线路两端保护动作信息及同一端的其他保护动作信息进行模糊分析，并依靠保护和故录的采样数据精确计算，从而能够迅速准确的做出判断，实现事故恢复的继电保护辅助决策。当系统发生较大的事故时，由于在较短时间内跳闸线路较多，一般已经超过了继电保护能够适应的运行方式，此时保护可能已经处于无配合的状态。此时进行事故恢复，不仅需要考虑一次运行方式的合理，还需要考虑保护是否能够可靠并有选择的切除故障。借助电网继电保护综合自动化系统，可以分析当前运行方式下保护的灵敏度及配合关系，并通过远程改定值，完成继电保护装置对系统事故运行状态的自适应。

1.3对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析

通过与继电保护管理信息系统交换保护配置、服役时间、各种保护装置的正动率及异常率等信息，电网继电保护综合自动化系统可以实现对继电保护装置的可靠性分析。特别是当某种保护或保护信号传输装置出现问题，并暂时无法解决时，通过将此类装置的可靠性评价降低，减轻系统对此类保护的依赖，通过远程调整定值等手段，实现周围系统保护的配合，防止因此类保护的拒动而扩大事故。

1.4实现继电保护装置对系统运行状态的自适应

电网继电保护的整定计算十分复杂，由于传统的继电保护以预先整定、实时动作为特征，保护定值必须适应所有可能出现的运行方式的变化。电网继电保护综合自动化系统可以彻底改变这种局面。只要在调度端的服务器安装故障计算及继电保护定值综合分析程序，依靠从EMS系统获得的系统一次设备的运行状态，就可以迅速准确的判断出当前继电保护装置整定值的可靠性，如出现部分后备保护定值不配合时，根据从调度管理系统获得的线路纵联保护及母差保护的投入情况，确定是否需要调整定值。如需要调整，可通过调度端服务器向变电站的客户机下达指令，由客户机动态修改保护定值，从而实现继电保护装置对系统运行状态的自适应。

以上所有计算分析工作，均依靠调度端服务器实时自动完成，这样，继电保护整定值就无需预先考虑那些出现机率很小的组合方式，从而解决困扰继电保护整定计算工作的不同运行方式下可靠性与选择性存在矛盾的问题。为提高可靠性，保护定值的自适应可与调度系统的检修申请相结合。当电网继电保护综合自动化系统从调度管理系统获得计划检修工作申请后，即通过计算分析，事先安排定值的调整，并做相应的事故预想（如在检修基础上再发生故障时保护的配合关系计算），从而大大提高系统继电保护装置的效能和安全水平。

二、电网继电保护的未来发展趋势

2.1计算机化

按照著名的摩尔定律，芯片上的集成度每隔18～24个月翻一番，其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加，价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强，片内硬件资源得到很大扩充，单片机与DSP芯片二者技术上的融合运算能力的显著提高，以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面，这些发展使硬件设计更加方便高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。

2.2网络化

随着互联网和信息技术的发展，网络化逐渐成为一种趋势，并在实际工作中得到有效运用，它对整个工业领域产生重要影响，也为各领域提供强有力的通信手段，对各领域所产生的作用是十分明显的。继电保护的作用十分明显，不仅局限于限制事故的影响范围、切除故障元件，最为重要的应该能够保障系统安全、稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享系统运行和故障信息与数据，保护单位和重合闸在对这些数据进行综合分析的基础上，协调动作，有效保障系统安全。

2.3智能化

近年来，人工智能技术在各个领域已经得到了广泛的应用。在电力领域应用的研究也已经开始。如神经网络、遗传算法、模糊逻辑等在电力系统的各个领域已经开始应用。神经网络可以解决很多非线性的问题，例如很难用方程式表示出来的或者很难求解的非线性问题都可以用神经网络这种非线性映射的方法来解决。对于以生物神经系统为基础的人工神经网络的研究进展十分迅速，这种神经网络具有很多特点，如自组织、分布式存储信息等特点。近几年来，电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络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，例如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个非线性问题，距离保护很难正确做出故障位置的判别，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。

2.4一体化

主要是实现保护、控制、测量、数据通信一体化，在实现计算机化和网络化的前提下，继电保护装置就是一台多功能、高性能计算机。可以从网上获取电力系统运行基本数据和资料，掌握其运行状况，实现保护、控制、测量、数据通信一体化。这样不仅能够及时掌握电力系统基本情况，还能及时处理故障，促进电力系统安全、稳定运行。

结语

综上所述，随着信息技术的不断发展，电网的发展也逐渐加快，并且应用了信息技术，这样就加快了电网运行的自动化进程。所以要提高电网安全运行的可靠性，就要对继电保护和自动化装置进行定期检查与维护，及时处理故障问题，才能在根本上确保电网的正常运行。

参考文献

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[2]温庆亮，陈定科，罗洋洋等.浅谈电力系统继电保护自动化发展前景[J].中国新技术新产品，2013.

[3]王晶，涂恒方.对电力自动化中变电站综合自动化系统安全运行的探讨[J].科技展望，2015.