“繼電保護在電力系統(tǒng)中屬于比較成熟的技術(shù)。近年來，隨著智能電網(wǎng)、智能變電站、特高壓的建設(shè)與研究，我們發(fā)現(xiàn)很多技術(shù)最終落腳點都與繼電保護密切相關(guān)。目前，電力行業(yè)對于繼電保護技術(shù)的研發(fā)，主要側(cè)重于超、特高壓保護、智能站保護、配電網(wǎng)保護等技術(shù)方向。”中國電科院繼電保護研究所所長周澤昕在3月31日舉辦的第四屆國際智能電網(wǎng)建設(shè)分布式能源及儲能技術(shù)設(shè)備展覽會暨高峰論壇上如是說。

新形勢下，智能電網(wǎng)、特高壓建設(shè)，將改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)，電子式互感器、數(shù)字化變電站技術(shù)、廣域測量技術(shù)、交直流靈活輸電及控制技術(shù)等大量應(yīng)用，必然對電力系統(tǒng)繼電保護帶來影響。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不斷復(fù)雜化、智能電網(wǎng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化引領(lǐng)我國繼電保護技術(shù)是向著計算機化、智能化和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展。

多因素推動繼電保護變革

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益壯大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更顯復(fù)雜，提高電力系統(tǒng)的安全運行水平尤為重要。繼電保護是確保電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動作的正確性將直接影響整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，稍有不慎就會導(dǎo)致事故的發(fā)生，因此，繼電保護裝置是關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要設(shè)備，被稱為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的一道防線。

不難看出，繼電保護對于電網(wǎng)的重要性不言而喻，而近年來，電網(wǎng)的發(fā)展也為繼電保護提出了更高要求。“特高壓互聯(lián)電網(wǎng)采用了很多電網(wǎng)中柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)，先進的交流的輸電技術(shù)，直流輸電、大規(guī)模新能源的技術(shù)，智能配電網(wǎng)和智能一次設(shè)備的使用，這些都是電力系統(tǒng)中的變化對二次設(shè)備提出了要求。從繼電保護的角度看，在變電站內(nèi)全站信息的數(shù)字化、通訊平臺的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)、全站網(wǎng)絡(luò)包括三層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、信息共享標準化技術(shù)，另外從廣義角度來看，光纖通訊的進步，都為繼電保護技術(shù)帶來了變化。”周澤昕表示。

“以特高壓交流系統(tǒng)變壓器保護為例，該變壓器結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的常規(guī)自耦變壓器有很大差異，具備了一個獨立于主變之外的獨立箱體的調(diào)壓變壓器和補償變壓器。是否用電網(wǎng)系統(tǒng)傳統(tǒng)的繼電保護就可以替代，我們前期做了大量的研究，對于調(diào)壓變壓器和補償變壓器內(nèi)部的短路，普通的繼電保護的靈敏度很難達到，需要增設(shè)專門的保護裝置。在特高壓皖電東送線路上，使用的第一臺有載抗壓變壓器，通過多套定值，實現(xiàn)有載抗壓的情況。”周澤昕補充說。

在繼電保護變化方面，南京南瑞繼保電氣有限公司研發(fā)中心常務(wù)副主任沈全榮也有同樣感受，此前在接受《中國電力報》采訪時也曾表示：“智能變電站中繼電保護不同于傳統(tǒng)保護，新型傳感元件以及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，使得繼電保護工作不再僅僅局限于對被保護對象故障特征及保護算法、嵌入式裝置開發(fā)的研究，更要求將研究的方向向相關(guān)周邊擴展，研究不同傳感技術(shù)及通信技術(shù)對繼電保護算法及動作行為帶來的變化，針對性地改進保護原理與算法以提高繼電保護的適應(yīng)性。”此外，隨著可再生能源發(fā)電的興起，大規(guī)模風電、光伏等新能源接入的繼電保護問題也必須直視。對接入點而言，規(guī)?；墓夥L電場對系統(tǒng)運行的影響，已不能像早期小型光伏、風電接入一樣被完全忽略，這已不僅僅是調(diào)度的問題，繼電保護所面臨的故障特征同樣也發(fā)生了顯著變化。大型風電場內(nèi)部的機組和機群越來越多地采用35千伏電壓等級以網(wǎng)絡(luò)的形式匯集電能，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護原理和裝置能否滿足風電場內(nèi)部集電線路的要求，也是眾多業(yè)主和電力系統(tǒng)運行部門必須考慮的問題。

應(yīng)加強研發(fā)與檢測力度

“雖然網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜、設(shè)備暫態(tài)特性的變化、以及電網(wǎng)運營方式的靈活會對繼電保護的安全性帶來挑戰(zhàn)，但機遇和挑戰(zhàn)往往并存，通過網(wǎng)絡(luò)化通訊，信息共享、測量技術(shù)的進步，都會為繼電保護的技術(shù)進步帶來廣闊的發(fā)展前景。”周澤昕說。

近年來，由于信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，繼電保護專業(yè)得到了較大的發(fā)展，繼電保護裝置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本滿足。

“去年電科院做的工作就是統(tǒng)計整個國網(wǎng)公司的220千伏級以上所有的設(shè)備。

我們對現(xiàn)在整個運行系統(tǒng)的所有的保護裝置排障、缺陷的行為、軟件版本，以及管理的校驗碼，做了全套檢測。應(yīng)該說國網(wǎng)公司目前對其運行的保護設(shè)備的家底還是很清楚的。目前，數(shù)據(jù)的準確性都有很大的提高。我們現(xiàn)在可以開設(shè)一些對保護裝置的狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)警。”周澤昕透露。

事實上，我國的繼電保護已經(jīng)日趨成熟，但不可否認，還有一些難題擺在面前，需要繼續(xù)攻克。例如利用數(shù)字化提高保護性能、數(shù)字化變電站條件下繼電保護的可靠性問題及如何進行保護配置、提高安全自動裝置性能、研究適應(yīng)智能電網(wǎng)靈活控制的繼電保護新原理與新技術(shù)、在線整定技術(shù)等等，都將成為未來繼電保護發(fā)展需要研究的核心問題。

為此，行業(yè)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)應(yīng)加大研發(fā)力度，為了使保護裝置在發(fā)生故障時有選擇性動作，避免無選擇性動作，在保護裝置設(shè)計、整定計算方面應(yīng)考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護裝置動作的可靠性。在保護裝置的制造過程中應(yīng)把好質(zhì)量關(guān)，選用故障率低、壽命長的元器件,不讓不合格的劣質(zhì)元件混進其中。加強對保護裝置的運行維護與故障處理能力并進行定期檢驗,制定出反事故措施,提高保護裝置的可靠性。