摘要：從智能電網(wǎng)定義、建設(shè)及繼電保護(hù)作用入手，討論了智能電網(wǎng)建設(shè)過程中影響繼電保護(hù)裝置的關(guān)鍵因素，具有重要意義。
0引言
隨著國網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)工作的開展，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、微網(wǎng)運(yùn)行等技術(shù)及分布式電源接入等問題也相應(yīng)出現(xiàn)，對現(xiàn)階段的繼電保護(hù)提出了新要求。同時(shí)，伴隨智能電網(wǎng)出現(xiàn)的新技術(shù)，如新型傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用也為繼電保護(hù)裝置的發(fā)展提供著廣闊空間。
1智能電網(wǎng)及建設(shè)
1.1智能電網(wǎng)定義
智能電網(wǎng)即Smart Grid，亦被稱做智能網(wǎng)或智能網(wǎng)格。其定義為：以傳統(tǒng)物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，超高壓和特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，高度集成現(xiàn)代先進(jìn)的通信計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感測量技術(shù)、信息技術(shù)及控制技術(shù)，形成現(xiàn)代新型智能化電網(wǎng)。智能電網(wǎng)中使用智能傳感器進(jìn)行整個(gè)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如對發(fā)、輸、配、供、用各個(gè)環(huán)節(jié)電力設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且通過智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整合收集獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)智能化處理，其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)對能源的兼容利用及對相關(guān)綠色能源的替代。
1.2 智能電網(wǎng)的建設(shè)
智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)十分復(fù)雜巨大的工程，要考慮到各方面因素，難度非常大。現(xiàn)代電力系統(tǒng)主要由以下4個(gè)環(huán)節(jié)，即發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)、供電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)，可以將智能電網(wǎng)的建設(shè)過程看作對已有電力系統(tǒng)進(jìn)行能源體系智能化和動態(tài)化改造的過程。
2 傳統(tǒng)繼電保護(hù)及其重要作用
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置用于在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，自動地、快速地且有選擇地將系統(tǒng)中故障設(shè)備切除，從而保證其它無故障設(shè)備的正常運(yùn)行及避免故障設(shè)備繼續(xù)遭到破壞;當(dāng)系統(tǒng)處于不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以發(fā)出報(bào)警，使值班人員采取相關(guān)有效措施。
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電源處潮流流向是單向的。繼電保護(hù)設(shè)備中的輸入通常是本側(cè)電氣量，包括：三相電流Ia、Ib和Ic，以及三相電壓Ua、Ub和Uc。保護(hù)裝置通過判別上述電氣量，進(jìn)行動作以滿足相關(guān)保護(hù)要求。對于較復(fù)雜線路光纖差動保護(hù)而言，其輸入量為被保護(hù)線路對側(cè)電流。可以看出，傳統(tǒng)繼電保護(hù)電氣判別量基本上不變，并且只需本側(cè)保護(hù)對象電氣量。
3 智能電網(wǎng)中的影響繼電保護(hù)的關(guān)鍵因素
智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在原理上與常規(guī)微機(jī)保護(hù)差別不大，其主要發(fā)展在于保護(hù)二次回路變化。保護(hù)二次回路運(yùn)用了一系列影響智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)和因素，例如基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和電子式互感器的應(yīng)用、智能一次設(shè)備的出現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用及自動化系統(tǒng)總體架構(gòu)。這幾個(gè)因素實(shí)際上互相關(guān)聯(lián)，不能割裂，以下作詳細(xì)介紹。
3.1 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)
IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)本身并非繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但由于該標(biāo)準(zhǔn)對變電站功能架構(gòu)、通信體系和自動化系統(tǒng)帶來巨大變化及其廣泛影響力，繼電保護(hù)不可避免受到其深刻影響。
3.2 電子式互感器
電子式互感器是國際電工委員會對各種新型非常規(guī)或半常規(guī)、光電轉(zhuǎn)換原理或電磁感應(yīng)原理電流互感器或電壓互感器的統(tǒng)稱。其對繼電保護(hù)的影響主要體現(xiàn)在以下幾方面：a) 互感器傳變性能的提升，主要是抗飽和能力提升，改善繼電保護(hù)的工作條件;b) 互感器輸出信號數(shù)字化，引起保護(hù)裝置采樣方式的變化;c) 采樣環(huán)節(jié)的移出，使得保護(hù)裝置自身不能控制采樣時(shí)刻，測量頻率跟蹤方法只能采用軟件算法。
從智能電網(wǎng)繼電保護(hù)的實(shí)施情況來看，后兩方面對繼電保護(hù)的影響更為明顯。
3.3 一次設(shè)備智能化
智能一次設(shè)備中，對繼電保護(hù)影響最大的是智能斷路器。目前斷路器智能化的實(shí)現(xiàn)方式為：傳統(tǒng)斷路器+智能終端。智能終端的出現(xiàn)帶來以下變化：a) 改變了斷路器操作方式，斷路器操作箱回路及繼電器被數(shù)字化、智能化，功能通過軟件邏輯實(shí)現(xiàn);b) 保護(hù)裝置的跳合閘輸出方式和閉鎖、啟動信號輸入方式均由常規(guī)硬接點(diǎn)、電纜連接改變?yōu)閿?shù)字信號，通過光纖、以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
