单位文秘网 2021-10-16 08:13:46 点击: 次
摘 要 电力系统继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术。近年来,继电保护出现故障导致停电的事故逐渐变少,不过,由于电网的发展需要,根据其特殊的功率大、距离远、电压高等特点,我们还要向更高的技术要求迈进。
关键词 电网系统;继电保护;智能化
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0112-01
近年来,继电保护出现故障导致停电的事故逐渐变少,不过,由于电网的发展需要,根据其特殊的功率大、距离远、电压高等特点,我们还要向更高的技术要求迈进。
1 我国电网系统继电保护的历史进程
随着我国电力行业的不断发展,电网系统可分为4个发展阶段:
1)20世纪50年代:机电式的继电保护,中国引进了国外的继电保护设备以及技术,总结了丰富的操作运行经验,成立了一支技术雄厚的继电保护预备队,为我国未来的电力行业发展奠定了基础。
2)60年代开始广泛采用晶体管继电保护,并得到进一步发展。
3)80年代集成电路继电保护取代了晶体管继电保护,60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。
4)到了90年代,继电保护已经进入了微机保护时代,由于微机保护不仅具有传统的继电保护和自动装置的功能,而且还具有实时参数显示、故障测距、故障录波等功能,提高了继电保护的可靠性和准确性。继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化给继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。继电保护技术进一步跨越,为我国未来的电网系统继电保护技术开发奠定了基础。
2 我国电力系统继电保护的历史进程
1)微机在继电保护的广泛应用。利用微型计算机超强的数学运算能力和逻辑处理能力,应用其独特、优秀的原理和算法,从而提高保护的性能是微机保护的最大优势。因此,近些年来我国电力系统继电保护的微机化率越来越高。例如,至2006年底,全国220 kV及以上系统(线路、母线、发电机及变压器等)微机保护共约有5.1万台,占所有保护的76%。其中,微机保护在线路保护中的比例高达97.71%,而高压电网继电保护装置基本上采用了微机保护。微机保护的广泛应用为继电保护运行水平的不断提高提供了有效的技术支持。
2)结合前沿新技术。伴随着现代化科技的发展,如今的继电保护技术已经逐步实现网络化和测量、控制、保护、数据通信一体化。现代化的电力系统继电保护需要每个保护单元都能共享系统的运行和故障信息,使每个保护单元与重合闸在分析这些数据和信息上协调动作,将其系统中的重要电气设备的保护装置同计算机相接,来实现计算机保护装置的网络化,让继电保护装置操作运行更加安全方便。如今,网络应用已经成为现代最先进的数据通讯工具,与继电保护的结合是实现现代化电力系统安全、稳定运行的重要保证。如今,计算机保护的网络化已经开始实施,但是仍处于初期阶段,要想实现我国计算机保护的全面网络化,还需要电力部门的不懈努力。其实,继电保护装置就是电网系统计算机的一个智能终端。这种装置不仅可以从网络上获取电网运行和出现故障的具体信息,还可以把获取的保护单元的信息输送到控制中心或者是任意的一个智能终端。
所以,任何一个微机保护装置都可以起到继电保护的功能,还可以在出现故障以及安全运行的状况下有着测量、控制、数据通信的功能。
3)引进人工智能(AI)、自适应控制算法等新技术手段。目前,人工智能技术(AI)在非线性问题中被广泛地应用,和早前的传统方法相比有着不可替代的优势。电力系统继电保护广泛分布于系统的各个环节当中,对继电保护起着重要的作用,这主要归因于其离散的控制和对系统状态的评估能力。由于人工智能的快速处理和逻辑思维能力,人工智能在在线状态评估中发挥着越来越重要的作用,有着一定的主导地位,被广泛应用到电力系统的各个方面,特别是继电保护方面,同时在控制、管理及规划等领域也发挥着重要作用。
早在20世纪80年代自适应继电保护就被提出,自适应继电保护是一种新型的继电保护,其基本的思想是使保护适应电力系统的各种变化,从而改善供电保护的性能。自适应继电保护被广泛定义为根据系统运行方式和故障状态诊断的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。因此,现阶段下自适应继电保护被广泛应用在变压器保护、发电机保护、输电线路的距离保护和自动重合闸等领域。
4)使用数字控制器件。就当前而言,复杂可编程序逻辑器件CPLD和现场可编程序门阵列FPGA等器件在继电保护领域被广泛使用。CPLD和FPGA作为现代可编程序专用集成电路(ASCI),其具备多功能性质,可以将众多微机系统的功能集齐在一块芯片中。这种高科技的电能手段给电子系统带来了重大的变化。同时实现了保护系统的高度集成、安全可靠,也有效地使研发周期提前。
5)完善现代化的管理制度。随着保护装置数量的增长以及电网结构的变化,我们一定要依靠高新科技来提高工作效率和质量安全,目前,我省电力调度通信中心均配置了故障信息管理系统、继电保护整定计算和运行管理系统。首先,故障信息管理系统具备方便调取保护以及故障录波数据的功能。可以让继保人员迅速作出分析保护动作的行为,让事故处理得到保证。再次,继电保护整定计算和运行管理系统也需要将更多的精力投入到提高运行管理水平和技术监督上来。技术设备的升级提高了继电保护运行管理水平,为电网安全稳定运行奠定基础。
3 我国电网系统继电保护技术的发展趋势
继电保护技术未来的发展趋势是向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
1)继电保护综合自动化的应用。继电保护装置在现代化的网络条件下可以说是一种多功能的计算机装置,在整个计算机网络系统中可以看作是一个智能终端。在网络化的条件下先实现了从网上获得电力系统运行和故障信息和数据,或者将接收到的被保护元件的信息和数据输送给网络控制中心或者终端。由此可以看出,网络化条件下的继电保护装置可以在电力系统无故障运行的情况下自动获得测量、控制、通信数据,从而自动实现了保护、控制、测量等一体化功能。
如今,实现电网继电保护综合自动化系统的条件已经具备,变电站客户机对保护信息的搜集、信息的网络传输,还有调度端服务器对EMS共享数据的读取、故障及稳定分析计算等以前的困难,现在都已完全解决,我们现在面临的技术难题是该如何解决综合继电保护、调度、方式、远动、通信以及变电站综合自动化等各个专业的技术,并且涉及到控制运行设备,因此只要解决好管理问题,就可以顺利实施。
2)继电保护技术智能化的应用。继电保护技术智能化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。
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,比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,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动。假如用神经网络方法,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。其他如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。
4 结语
总而言之,我国的继电保护技术发展的趋势为:计算机化、网络化、保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这也是广大电力行业工作者面临的难题,我们将继续努力,不断总结经验,把继电保护技术的发展战略提升到一个新的高度,以确保电力系统的安全、稳定运行。
参考文献
[1]朱广伟.微机继电保护在企业供电系统中的应用及发展趋势A.第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C].2008.
[2]王卓,王欣.浅谈电力系统继电保护的技术发展[J].中国科技博览,2009.
[3]贺家李.电力系统继电保护(第三版).电力出版社,1994.
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