智能電網(wǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)
國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司白城供電公司 吉林白城 137000
摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和用電量需求的逐漸擴(kuò)大，國(guó)家提出了智能電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，促進(jìn)了智能電網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域快速發(fā)展，電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)是國(guó)家智能電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道防線，加強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)研究具有十分重要的意義。故而本文將基于智能電網(wǎng)環(huán)境下，針對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)展開(kāi)更全面的分析。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力系統(tǒng)保護(hù)；新技術(shù)
引言：智能電網(wǎng)的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性逐漸提升，在電力系統(tǒng)中有一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，即繼電保護(hù)新技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)具有非常重要的保護(hù)作用。為了有效解決我國(guó)的電力資源的緊缺問(wèn)題，智能電網(wǎng)在二零零九年正式建立，促進(jìn)各項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新型發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。下面將針對(duì)智能電網(wǎng)背景下的電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)進(jìn)行仔細(xì)探索，促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展，為電力行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。
1電網(wǎng)繼電保護(hù)現(xiàn)狀
信息化時(shí)代背景下，先進(jìn)的信息技術(shù)被應(yīng)用到電力行業(yè)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等為支撐，繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)得以建立和完善，并且發(fā)揮出了非常顯著的作用，能夠在不對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)化裝置以及故障錄波裝置產(chǎn)生負(fù)面影響的前提下，做好故障信息的自動(dòng)收集和分類(lèi)處理，將處理后的信息編織成條理清晰的報(bào)文，為故障的處理提供可供參考的依據(jù)，更好滿足電力調(diào)度部門(mén)對(duì)于數(shù)據(jù)信息的需求。繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可幫助電網(wǎng)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)更好的把握故障發(fā)展趨勢(shì)，方便工作人員對(duì)故障發(fā)生時(shí)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行分析和研究，確保可以更加高效的找出故障的原因和位置，對(duì)其進(jìn)行有效處理。不僅如此，電網(wǎng)調(diào)度人員也可以利用系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)信息，開(kāi)展繼電保護(hù)裝置整定值計(jì)算、故障錄波數(shù)據(jù)分析等工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備的有效管理，為電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性提供良好保障。
2智能電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)分析
2.1超導(dǎo)限流器
超導(dǎo)限流器的主要原材料為超導(dǎo)材料，借助超導(dǎo)材料的超導(dǎo)態(tài)和正常態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電路線路故障之后的有效保護(hù)，具體原理是產(chǎn)生一個(gè)合適的阻抗，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電流的限制。與傳統(tǒng)的限流原件相比，超導(dǎo)限流器的優(yōu)勢(shì)更加明顯：第一，響應(yīng)迅速。超導(dǎo)限流器的反應(yīng)時(shí)間一般維持在毫秒左右，其響應(yīng)速度完全符合智能電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)需求。第二，能夠以電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電流范圍的有效控制，通常設(shè)定在額定電流的兩倍左右。第三，正常情況下，超導(dǎo)限流器所引發(fā)的損失極其微小，能夠避免電能的浪費(fèi)。第四，具有自動(dòng)觸發(fā)功能，同時(shí)兼具集成、觸及、檢測(cè)以及限流功能。第五，能夠與其他系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，保證電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。即使個(gè)別系統(tǒng)出現(xiàn)故障，仍舊能夠保證整體系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。在應(yīng)對(duì)故障電流時(shí)，多使用電阻是超導(dǎo)限流器在超導(dǎo)體和長(zhǎng)態(tài)之間的轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)故障電流的限制。并且位于超導(dǎo)限流器中的超導(dǎo)線纜所組成的觸發(fā)線圈也能夠有效防止轉(zhuǎn)變過(guò)程中電壓超高問(wèn)題，一般采用并聯(lián)限制電阻和線圈。
2.2零序電流保護(hù)
將零序電流保護(hù)和超導(dǎo)限流器結(jié)合進(jìn)行使用，目的在于達(dá)到限流的同時(shí)應(yīng)對(duì)所產(chǎn)生的限流電阻以及連續(xù)限流電抗，這可能會(huì)引發(fā)零序阻抗的增加以及原本零序網(wǎng)絡(luò)的混亂，從而出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)短路情況，很有可能引發(fā)電流保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作問(wèn)題。并且超導(dǎo)限流器在構(gòu)成原理上的差異會(huì)影響到限流阻抗的效果。電阻式超導(dǎo)限流器和路橋式超導(dǎo)限流器之間不存在互感，零序阻抗和正序阻抗一致。
2.3光纖傳感技術(shù)
光纖傳感技術(shù)并不陌生，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中有著較長(zhǎng)的應(yīng)用時(shí)間，同樣起到保護(hù)電力系統(tǒng)的作用。光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于具有較強(qiáng)的抗干擾能力，例如對(duì)于輻射以及腐蝕的抵抗。和傳統(tǒng)的傳感技術(shù)相比，光纖傳感技術(shù)在材料方面安全等級(jí)更高，以絕緣材質(zhì)進(jìn)行制作，在一些易燃易爆場(chǎng)所同樣較為適用。更為重的是，該項(xiàng)技術(shù)能夠保證測(cè)量的精準(zhǔn)性，無(wú)論是響應(yīng)速度或者是抗干擾能力都遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的傳感技術(shù)。在進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)時(shí)也更為簡(jiǎn)單，用于搭建分布式電力系統(tǒng)十分合適。且在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用光纖傳感技術(shù)也有著良好的發(fā)展空間，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)效果，故此光纖傳感技術(shù)將是今后電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保護(hù)技術(shù)之一。
2.4GPS系統(tǒng)
GPS系統(tǒng)的主要作用是促進(jìn)電力系統(tǒng)內(nèi)部通信的順暢，更好滿足不同場(chǎng)景之下通信功能的需求。具體而言，電力系統(tǒng)關(guān)于通信方面的要求集中表現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)監(jiān)控三個(gè)層次。GPS系統(tǒng)則具有數(shù)據(jù)的收集、觀測(cè)和處理功能。完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，得到衛(wèi)星導(dǎo)航電文，使用北斗衛(wèi)星收集電力數(shù)據(jù)并傳輸給調(diào)度中心，調(diào)度中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析，給出應(yīng)答，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力數(shù)據(jù)的應(yīng)用。例如當(dāng)變壓器啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)就會(huì)自動(dòng)將相關(guān)信息進(jìn)行匯報(bào)，由于變電站信息可能出現(xiàn)同時(shí)發(fā)送的情況，面臨著數(shù)據(jù)碰撞以及丟失的可能性，因此GPS系統(tǒng)具有多業(yè)務(wù)同時(shí)發(fā)送的功能。通過(guò)設(shè)置多個(gè)串口接收通訊數(shù)據(jù)，保證優(yōu)先級(jí)的排列，以優(yōu)先級(jí)作為處理數(shù)據(jù)的先后依據(jù)。針對(duì)極端故障狀態(tài)，迅速啟動(dòng)大量保護(hù)動(dòng)作，并將數(shù)據(jù)傳輸給調(diào)度中心進(jìn)行優(yōu)先處理，從而保證對(duì)于線路的有效保護(hù)。
2.5超高壓直交流混輸技術(shù)
有關(guān)電氣化和自動(dòng)化的發(fā)展十分迅速，在社會(huì)用電量不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，加大了關(guān)于電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)要求，針對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)完善，從而滿足社會(huì)用電需求，獲得更高效以及更穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)。考慮到電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中面臨著暫態(tài)問(wèn)題，同時(shí)存在諧波分量大幅度增長(zhǎng)的情況，這對(duì)于電網(wǎng)中包含的互感器的功能提出了更高的要求，才能夠更好地滿足越發(fā)復(fù)雜化的電網(wǎng)運(yùn)行功能支持。以二次諧波作為系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的判斷依據(jù)，通過(guò)對(duì)比諧波標(biāo)準(zhǔn)的方式完成機(jī)電保護(hù)，這是超高壓直交流混輸技術(shù)的主要應(yīng)用原理。
2.6智能傳感技術(shù)
智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用越發(fā)的廣泛，主要搭建在光纖傳感技術(shù)基礎(chǔ)之上，智能傳感地圖的優(yōu)勢(shì)在于關(guān)于信息的收集更加便捷以及自動(dòng)化，從而提高電網(wǎng)的保護(hù)能力。智能傳感器的主要功能是針對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，用于把握電網(wǎng)運(yùn)行情況，同時(shí)兼具規(guī)避環(huán)境干擾以及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)全天候保護(hù)的功能。關(guān)于智能傳感器技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了日常電網(wǎng)管理的效率，同時(shí)保證關(guān)于電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)。故此重視智能傳感技術(shù)的應(yīng)用以及研發(fā)同樣是電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)尤其是保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的重要方向。
結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)具有很多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而且種類(lèi)眾多，主要有超導(dǎo)限流器、零序電流保護(hù)、光纖傳感技術(shù)、GPS系統(tǒng)、超高壓直交流混輸技術(shù)以及智能傳感技術(shù)等，每種技術(shù)都具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的有效監(jiān)控和故障診斷，在未來(lái)會(huì)朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)的不斷創(chuàng)新，促進(jìn)電力行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，為我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升做好鋪墊。
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