電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展研究
王鳳梅
(國網(wǎng)河北省電力公司臨漳縣供電分公司 邯鄲市臨漳縣 056600)
摘要: 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展一起經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步,我國電力系統(tǒng)發(fā)展到了新的階梯,隨之而來的是繼電保護(hù)系統(tǒng)的大力發(fā)展,眾所周知,繼電保護(hù)的質(zhì)量直接關(guān)系著人們的安全,和生活質(zhì)量,所以,繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)發(fā)展過程顯得尤為重要。在國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下,現(xiàn)階段,電力系統(tǒng)繼的發(fā)展進(jìn)入了迅猛階段,同時(shí),繼電保護(hù)也得到了快速發(fā)展,支撐繼電保護(hù)發(fā)展的主要原因在于其技術(shù)的發(fā)展。然而繼電保護(hù)自身的發(fā)展具有非常高的不穩(wěn)定性以及不成熟性,與國外繼電保護(hù)的技術(shù)相比,存在很大的差距。
關(guān)鍵詞: 電力系統(tǒng);繼電保護(hù);發(fā)展
1繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀
我國的電力行業(yè)在不斷的發(fā)展,在電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的今天,人們對于繼電保護(hù)裝置提出了更高的要求,尤其是在信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不斷提高的前提下,繼電保護(hù)技術(shù)也應(yīng)該有著全新的理念和模式,這已經(jīng)成為了我國電力系統(tǒng)中十分重要的手段和前提。在改革開放之后,我國極其重視繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)工作,開展了較多的學(xué)科,有許多的隊(duì)伍致力于研究繼電保護(hù)技術(shù),而且在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中,也加大了對繼電保護(hù)技術(shù)研究的投入,使得集線器的研究步伐在不斷的加快。在50年代的時(shí)候,我國有許多的工程技術(shù)人員對國外的一些先進(jìn)理念進(jìn)行了強(qiáng)化,也掌握了國外的一些先進(jìn)的技術(shù),從過國外引進(jìn)了一些繼電保護(hù)設(shè)備,并且在這一基礎(chǔ)上打造了一支有著豐富經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)隊(duì)伍,這一隊(duì)伍主要就是對我國電力學(xué)科的教學(xué)體系進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo),為我國培養(yǎng)出有著豐富經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)人才。
目前,我國的繼電保護(hù)技術(shù)主要有兩大特點(diǎn):
1)繼電保護(hù)技術(shù)與先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合。這主要是由于我國的電網(wǎng)系統(tǒng)在不斷的完善,在這一過程中,我國的計(jì)算機(jī)水平和信息技術(shù)水平也在不斷的提升,微機(jī)化水平也在不斷的提升,在這樣的情況下,電力系統(tǒng)的運(yùn)行對于繼電保護(hù)就有著更高的要求。繼電保護(hù)技術(shù)在應(yīng)用的過程中,必須要充分的保證電力系統(tǒng)中的各個(gè)單元都能夠穩(wěn)定的運(yùn)行,在發(fā)生故障的時(shí)候能夠技術(shù)的處理,除此之外,還要充分的保證整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)中的各個(gè)單元能夠共享這些故障信息,也能夠充分的保證系統(tǒng)運(yùn)行的高度協(xié)調(diào)性。我國的繼電保護(hù)設(shè)備與其他的技術(shù)相結(jié)合,主要包括了智能化技術(shù)、虛擬化技術(shù)、一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)等,在一定程度上促進(jìn)了我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展。
2)繼電保護(hù)與微機(jī)技術(shù)相結(jié)合。微機(jī)技術(shù)有著極強(qiáng)的邏輯處理能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,而且運(yùn)行的速度較高,將繼電保護(hù)技術(shù)與數(shù)據(jù)信息和相關(guān)的微機(jī)理論相結(jié)合,這樣就能夠在一定程度上提升對于整個(gè)繼電保護(hù)的能力,隨著微機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,我國的繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行也變得極為重要。
2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢
繼電保護(hù)是電網(wǎng)系統(tǒng)中十分重要的組成部分之一,該技術(shù)在未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢主要可以概括為以下三個(gè)部分,分別是繼電保護(hù)技術(shù)智能化、繼電保護(hù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化以及繼電保護(hù)技術(shù)一體化。
2.1計(jì)算機(jī)化
伴隨計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施的高速發(fā)展,微機(jī)保護(hù)方面的硬件也獲得持續(xù)發(fā)展,電力系統(tǒng)在微機(jī)保護(hù)方面的需求也在持續(xù)提升,不僅有保護(hù)的基礎(chǔ)性功能,還有足夠的空間用來存儲(chǔ)大量的故障信息和數(shù)據(jù),可以快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并且通訊能力更加強(qiáng)大。它可以與別的控制設(shè)備或保護(hù)設(shè)備聯(lián)網(wǎng),用以共享全部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的信息和網(wǎng)絡(luò)資源,可以進(jìn)行高級語言編程等。這些就需要微機(jī)保護(hù)設(shè)備的功能幾乎要和PC機(jī)一樣。在剛開始研發(fā)計(jì)算機(jī)保護(hù)設(shè)備的時(shí)候,曾經(jīng)想使用小型計(jì)算機(jī)當(dāng)作繼電保護(hù)設(shè)備,但是因?yàn)槟菚r(shí)候的小型機(jī)體形較大、制作的成本高、可靠性較差,當(dāng)時(shí)的設(shè)想有點(diǎn)不切實(shí)際。目前,和微機(jī)保護(hù)設(shè)備差不多大小的工控機(jī),其在存儲(chǔ)容量、速度和功能方面都極大的超越了曾經(jīng)的小型機(jī),所以,現(xiàn)在可以使用成套工控機(jī)來作為繼電保護(hù),這種技術(shù)將會(huì)成為微機(jī)保護(hù)的一個(gè)發(fā)展方向。
2.2網(wǎng)絡(luò)化
到目前為止,除去采用縱聯(lián)保護(hù)方式和差動(dòng)保護(hù)的方式,其它全部采用了繼電保護(hù)設(shè)備,但是其功能只是用于監(jiān)控安裝位置的電氣狀態(tài),保護(hù)作用也僅僅是用在切斷問題部件方面,以此減小故障牽涉的范圍,有這樣的局限性是因?yàn)槿鄙購?qiáng)大的數(shù)據(jù)通迅。外國研究人員曾經(jīng)提過系統(tǒng)保護(hù)的理念,在當(dāng)時(shí)主要考慮采用自動(dòng)的安全設(shè)備。由于用繼電保護(hù),不僅僅是用來斷開問題部件以及控制故障涉及范圍,同時(shí)需要確保全部系統(tǒng)可以穩(wěn)定的、安全的運(yùn)行。這樣就需要各個(gè)被保護(hù)部分都可以分享全部系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及故障狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)有的保護(hù)單元與重合閘設(shè)備根據(jù)這些信息和數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)工作,系統(tǒng)的運(yùn)行得到了保障。明顯看出,用電腦網(wǎng)絡(luò)把全部系統(tǒng)的主要保護(hù)設(shè)備連接到一起,是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性保護(hù)的基礎(chǔ),這就是采用網(wǎng)絡(luò)化的微機(jī)保護(hù)裝置。對于現(xiàn)在的技術(shù)條件是絕對可以實(shí)現(xiàn)的。如果是進(jìn)行非系統(tǒng)性的保護(hù),采用保護(hù)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)管理同樣具有好處。系統(tǒng)當(dāng)中繼電保護(hù)設(shè)備可以獲得的事故信息愈多,對事故的性質(zhì)和故障點(diǎn)位置的判斷和檢測就愈準(zhǔn)確。自適應(yīng)保護(hù)原理已經(jīng)被研究了很長時(shí)間了,也確實(shí)獲得了部分的成果,但是想要做到保護(hù)自適應(yīng)有效的用于系統(tǒng)的工作模式和故障狀態(tài),一定要得到大量的系統(tǒng)工作信息和故障信息,唯有用網(wǎng)絡(luò)化為前提保護(hù)的計(jì)算機(jī),才可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。對于一些保護(hù)設(shè)備實(shí)行電腦聯(lián)網(wǎng),也可以提升保護(hù)功能的可靠性。
2.3數(shù)據(jù)通信一體化、測量、保護(hù)和控制
在網(wǎng)絡(luò)化和計(jì)算機(jī)化的前提下達(dá)成的繼電保護(hù),保護(hù)設(shè)備其實(shí)就是功能多、性能高的計(jì)算機(jī),是全部電力系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)上的智能控制點(diǎn),該設(shè)備能夠經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到有關(guān)電力系統(tǒng)的故障和運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)和信息,還可以將它保護(hù)的部件的所有數(shù)據(jù)以及信息輸送給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制中心或是任何的智能控制點(diǎn),所以,微機(jī)保護(hù)設(shè)備不僅僅能夠執(zhí)行繼電保護(hù)能力,并且在正常工作的情形下還可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、控制、測量等工作,也就是達(dá)到了保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。
2.4人工智能化
神現(xiàn)在,在電力系統(tǒng)多個(gè)領(lǐng)域都使用了人工智能的技術(shù),主要包括網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等,而這些技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域中的研制工作早已開始了。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是采用了一個(gè)非線性映射的辦法,許多不能夠列出方程式,或是復(fù)雜的不容易解答的非線性問題,采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辦法就可以輕松解決了。比如在輸電線兩邊系統(tǒng)電勢角度擺開的情形當(dāng)中,出現(xiàn)流經(jīng)過渡電阻造成的短路現(xiàn)象就是一個(gè)非線性的故障,想要使用距離保護(hù)裝置判斷故障位置不太容易,這樣容易導(dǎo)致錯(cuò)誤動(dòng)作或是不動(dòng)作,假如使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的判斷方法,由于提前進(jìn)行了海量故障測試的訓(xùn)練,如果樣本采集時(shí)候充分考慮了整體系統(tǒng)上可能發(fā)生的各種情況,那么出現(xiàn)了任意一種問題時(shí)保護(hù)裝置都能夠進(jìn)行正確的判斷。
3結(jié)束語
近些年來,計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的結(jié)合使電力系統(tǒng)繼電保護(hù)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代,雖然電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合到目前為止還不夠成熟,不夠穩(wěn)定,但不可否定的是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展前景是明朗的是光明的,在未來,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)將開啟一個(gè)新的篇章,總之,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用下將會(huì)迎來一個(gè)嶄新的未來。
參考文獻(xiàn)
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責(zé)任編輯:電力交易小郭
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