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摘要 ：近年来，为了满足日益增长的需求，我国在电网建设 上投入了越来越多的资金，这加快了智能网络的发展。在智能网 络运行过程中，继电网络保护技术发挥着重要作用，是电力网络 高效运行的关键设备，在完善网络建设的过程中，必须做好这一 方面的研究和应用，归根到底，促进智能电力网络安全稳定运行。 基于此，本文首先分析了智能电网的概念意义以及面临的问题， 随后分析了其继电保护技术，最后分析了智能电网未来发展趋势， 以此来供相关人士交流参考。
关键词 ：智能电网,继电保护,环境保护
本世纪初以来，电力需求增加，大力投资电力建设，大大 加快了智能电网的发展。同时，在智能网络运行过程中，继电 保护技术是充分发挥其应用作用的一个非常重要的环节，需要 不断改进，做好相关的研究工作，从而促进电力智能网络的正 常运行。
1 智能电网与传统电网的概念
中国的能源结构以煤炭为主，化石原材料为辅，其他能源相 互补贴。在国家传统电网的设计中， 热能承担着向全国人民提供 能源的重任，但随着全球资源的大量消耗，煤炭资源面临枯竭。 并且出于对于能源安全以及环境问题的考虑，我国正在加紧建 设智能电网系统，以此来提高我国能源利用效率以及对于自然 环境的保护。虽然世界各国通过提出发展智能电网系统， 在一些 问题上达成了共识，但基于智能电网发展时间短和世界各国基 本国情不同， 智能电网的定义还不够明确。欧盟对智能电网的定 义如下 ：为了支持获得具有分布式和可再生能力的新能源，能 源供应必须更加安全可靠， 注重社会服务， 拥有更加无缝的服务 系统，使电网分配更加灵活， 节省大量人力资源， 实现人工智能， 电力基地与充电中心互动， 实现电网稳定安全发展。
2 加强智能电网建设的意义
随着人民生活水平的大幅度提高，人们对电力的关注已经 从能源数量转向能源质量。能源质量问题不仅涉及电气设备运 行的安全性和可靠性， 还涉及能源市场运行的标准化。电力系统 供应商采用了半导体设备等新技术，使电力系统在传输过程中 更高效、更易于控制， 但这些新技术将不可避免地削弱发电厂的 电源质量。此外，由于科学技术的不断发展，已经生产了许多高 科技设备，如计算机、空调、智能手机。这些高科技设备的使用 寿命将对这些高科技设备的低功耗非常敏感，这将对这些高科 技电器的使用寿命造成巨大损害。因此， 从能源供应商的角度来看，由于高科技贷款，方便快捷，导致能源质量下降。从用户的 角度来看， 越来越多的高端家电对能源质量的要求越来越高。因 此，只有能源质量管理体系的有效创新才能解决这一矛盾， 在这 种情况下，能源质量管理体系的创新迫在眉睫。总的来说，有必 要对能源质量管理体系进行网络化、数字化和集中化管理。
3 智能电网的系统组成分析
智慧国家电网在实际的操作流程中，一般分为以下四个方 面，依次为国家电网基本系统、国家电网技术系统、互联网智能 化业务和国家电网标准制度。当中， 国家电网基本系统是指当作 物质的最基本载体而存在，以对智慧国家电网自身的可靠性和 安全做出切实有效的保证。此外， 国家电网技术系统一般是指利 用某些领域较为领先的应用技术，可以对信息资源甚至是另外 的一部分内容， 实施即时高效的调控与监管。尤其是国家电网信 息技术系统， 可以为智慧国家电网提出相应的信息技术保障， 进 而达到国家电网的信息自动化、智慧运营。而智能服务系统则主 要是对智能电网的经济利益做出了切实有效的维护，进而使得 其业务本身就可以做到经济高效运营。这不但可以增加社会公 共资源和电能资源的合理使用，同时可以最大限度的给使用者 带来更多人性化的服务。最后， 电网管理标准制度也可以说是对 智能电网在实际操作流程中的一个制度保证，重点是对在业务 管理和技术标准两方面建立了切实有效的管理规范及其相对应 的标准规范， 使之可以根据规范化的管理标准内容来实施， 对各 种技术指标加以评价， 以此保障智慧电网的正常安全平稳运转。
4 智能电网建设面临的问题
我国的电网一般都是由远程、混合直流和高压 / 超高压输 电线路组成的大型电网， 我国的能源资源， 如煤炭、水电、风能， 主要分布在西部和北部， 电力主要用于东部， 中部和南部沿海地 区，因此，合理分配能源资源是必要的，使我国电力行业能够在 高压 / 超高压模式下进行远距离、连续的输电，但由于我国供电 系统规模庞大，在输电过程中，安全事故发生率高，对电力系统 的稳定发展有不利影响，特别是在直流输电线路及其直流系统 相互作用方面， 这不仅影响直流线路的控制， 而且对继电系统的 保护也有不利影响。新能源的使用， 主要是通过扩大电网接入目 前我国一些新能源， 如风能和太阳能， 主要以大规模接入电网的 形式使用，但这些新的来源具有随机性、不规则性和周期性，因 此如果电网容量不足， 可能会影响电网运行的稳定性， 以及监察 新能源的运作与一般的电力管理方法有显着的分别，这在一定程度上使得控制电力系统的运行变得困难。我国目前缺乏均衡 的额外能源供应目前没有水电站、煤气厂等可以补充能源，这 就产生了以下问题 ：获得新能源需要调整燃煤装置的运行模式， 这增加了设备的负荷，加速了设备的老化。新能源联网后，不但 减低系统的峰值容量， 而且降低系统运作的可靠性， 这就需要加 强新能源之间的地方平衡， 优化互补的能源供应方案， 以确保整 个系统安全稳定地运作。
5 智能电网环境下的继电保护技术
5.1 广域保护技术
大型表面保护技术就是所谓广域保护技术，主要用于电网 的子集， 可作为分析和消除网络运行障碍的单元， 有效收集该区 域继电器触发的保护信息， 然后进行科学合理的分析， 并在此基 础上最终确定故障的主要原因，从而可以确定我们将如何采取 行动。此外，大范围继电保护涉及两个方面 ：一是自动安全控 制 ;二是继电通信保护， 消除网络本身运行中的故障， 并提供各 种方法消除其缺陷 ;后一种继电保护方法的主要目的是确保现 有的继电通信保护诊断符合综合故障问题，从而使其得到彻底 解决，最终达到根本目的，即有效提高继电保护的适应性。广域 保护技术是基于对电网系统中出现的问题的许多科学分析和解 决方案，因此，收集区内继电保护数据，对上述信息进行总结和 深入分析，最终得出在先进科技方法的基础上解决了网络系统 故障因素， 为后续维修保养提供可靠的参考资料。大规模的保护 技术包括安全自动控制技术，广泛应用于电力系统中出现不需 要的问题的场景， 以及详细的问题解决方案， 可作为技术维护的 科学依据。在复杂电力系统中普遍应用的继电保护技术， 具有显 著的纠错优势，在电力系统继电保护能力建设中发挥着极其重 要的作用。
5.2 自体重构技术
现代社会的自建系统，随着智能电网的快速发展，对机电防 护提出了更高的要求。同时，它还具有自我诊断和恢复功能。例 如，如果继电保护的结构部件出现故障，智能网络将自动找到替 代品进行自动维护和恢复。考虑到这一点，现有的继电保护系统 已不再适应智能网络。因此，有必要对继电保护系统进行改造。 随着智能网络的快速发展和广泛应用， 继电保护的难度也得到了 很大的提高。加强继电保护的适应性是高效继电保护的必要条 件，以促进继电保护快速适应相关智能网络的变化，如智能网络 运行方式和结构形态的变化。如何提高继电保护在智能电网环境 中的适应性已成为能源企业关注的焦点。保护系统重构技术的有 效应用，可以大大提高继电保护自动重构、自动诊断和自动修复 的能力，从而保证继电保护随着智能网络的变化而变化，在最短 的时间内适应新的智能网络环境， 确保智能网络安全稳定运行。
5.3 电子传感器技术
利用智能设备和新型电子传感器保护存储在智能网络中的 智能网络继电设备， 智能控制装置为智能网络继电保护系统的所有部件提供了良好的控制。同时，智能控制设备覆盖大面积，覆 盖智能传输、配电网络中的多个通信节点，电力使用等。在智能 电网的维护工作中， 更多的员工能够准确地收集和分析与智能网 络相关的数据，继电保护系统得到了极大的改进。智能设备是智 能网络的重要组成部分， 而这种设备最显著的特点是它的智能化 发展。可以更快地从智能网络中了解信息，并相应地做出反应。 一般来说，智能控制设备覆盖面更广，存在于发电、输电、改造、 配电等环节，智能设备的作用不容忽视。数据改进、处理分析速 度快， 为智能电网继电保护系统的顺利运行创造了有利条件。
5.4 对单元件的保护
单元保护研究的内容对于继电保护，在目前的研究工作中， 无法一次研究所有环节，只能先研究几个关键问题，研究的主 要内容是单元保护。发电机，发电机是智能网络环境下继电保 护的核心设备。如果发电机出现问题， 所有其他设备都会受到影 响。一些员工认为，只要发电机使用得当，就不会有问题。这种 观点是错误的。随着社会的发展， 发电机的构造不再像以前那么 简单。有必要从多个方面对系统进行保护， 使其在应用过程中发 挥作用。在发电机保护方面，我们需要关注内部短路，尤其是匝 间短路的保护，在保护方案的设计、整定计算、灵敏度验证等方 面需要更高的精度 ;后备保护中的过励磁、反时限过流等保护 判据应与实际机组的承载能力相适应。变压器是在智能电网环 境下的继电保护中最关键的基本元件。只有有效地保护这些基 本组件， 才能在未来的工作中得到更多帮助。许多研究人员关注 一些高端组件，但没有坚实的基础，高端组件无法有效运行。例 如，任何发电厂都必须对变压器进行有效保护。在实际工作中， 输入电流的识别仍然是重点。由于输入电流的非线性、随机性、 混乱性和多样性， 电流解的不完善， 变压器内部故障的分析计算 和新的保护原理仍然是研究的中心。
5.5 重构系统
和以往的国家电网使用中的继电保护系统技术比较，在智 能电网情况下使用的继电保护系统技术也有其本身的优点，而 其中间的主要差异便是在智能电网使用中的继电保护系统技术 中，能够进行网络重建。现阶段中国国内智能电网体系内部中使 用的设备和程序，都与以往国家电网中的设备使用情况有着一 定不同，在这样的大背景下对继电保护系统技术又有了新的需 求，由于以往使用的继电保护系统技术已经和现在的设备程序 并不相匹配， 因此必然需要重建网络。通过对继电保护系统技术 的体系进行重建， 以改善线路的构造与特性， 使在智能电网的大 条件下， 在各个系统之间能够进行更加稳定的工作， 在更大数据 处理条件下进行其安全维护。
5.6 广域保护
在智能电网环境下实现继电保护，就必须抓住一个关键因 素——广域网防护。而广域保护的重要意义就在于实现设备与 传输系统之间信号的有效准确传递，这也是保障信号传输的准 确度与及时性的重要基础。但在智能电网的整个体系中信号与数据都具有不同的形式，因此只要改变了继电保护的具体设置 方法，对设备人员的操作能力与工作水平就是一个巨大的提高， 由此可见， 在智能电网环境下实施广域网保护的重要意义。而广 域网保护的实施系统方式通常分成 3 种 ：广域网聚集式、IED 散 布式， 以及与站域聚集式和区域分布式相配合， 由于这三种的系 统方式都有所不同， 其设置的电气设备类型也不同。在实际操作 中，运用中要结合被防护的电力设备进行运用， 掌握其合理的运 用模式， 增强广域网防护的力量， 最后达到智能电网中信号传递 效能的大幅增强。
5.7 远程监控系统
远程监控管理系统在实际使用过程中，可以针对实际状况， 进行即时有效的监测与管理。而使用远程监测系统能够完成对 现场运行数据的即时收集与快速集中，以便于对现场数据及时 实施有效的监测管理，为远程故障诊断服务奠定了良好的技术 基础。通过远程监控系统的运用， 技术人员可以不需要亲身在现 场甚至是一些气候严酷的自然环境当中对电网工作状况进行检 测，而且通过系统还可以直接对现场电气设备的实际工作状况 做出分析。通过远程监控系统的使用，在保证降低人力、物质成 本等投资的同时， 也可以取得到不错的监测效果。
6 智能电网未来发展趋势
6.1 数字化
数字化数字技术不仅是继电保护技术的发展趋势，也是社 会经济发展的重要方向，继电保护不仅在数字特性测量方法上， 而且在信息传输领域。在未来一段时间内， 信息传输必须通过光 纤网络进行， 大大提高了信息传输的速度和精度， 数字技术的继 电保护技术也是智能网络快速发展的体现之一。
6.2 网络化
在互联网信息技术飞速发展的形势下，网络通信已成为一 种划时代的存在，智能网络继电保护技术必然与网络技术有机 结合， 大大加快了信息的传递和共享， 不仅提高了信息传输的精 度，而且保证了其有效性。此外，随着网络技术的飞速发展，网 络变电站的出现将极大地推动信息继电保护向网络互联方向的 进一步推进， 大大加快了设备之间的信息传输， 继电保护的应用 范围也将扩大。
6.3 自动化
自动化一直是电力工程研究的主要方向之一。如今，只有在 触手可及的范围内自动控制和维护电线，才能实现继电网对智 能电网的保护，未来的智能网络继电保护技术将实现最终的自 动化，而电力系统内线路的合理管理则可以收集和综合分析运 行部件的相关信息电力系统， 保护范围逐步扩大， 继电保护的灵 活性和协调性以及对未经授权网络的保护的及时性逐步提高。
6.4 区域化
区域化大规模本地化是未来智能网络继电保护技术的发展 方向之一。所谓的宽带保护，也就是说多点多样的采集系统，反应速度高，在一定程度上扩大了保护范围。在集中配送之外，充 分利用区域内两站结合的方法， 宽频带技术能够及时、全面地确 定系统故障边界， 即使在供电系统运行过程中发生了变化， 实现 全面准确控制的目标， 提高供电系统运行的安全性和可靠性， 确 保国家社会经济稳定发展。
7 智能电网下智能保护技术方面的设计
操作箱一般不会制定具体的标准，只需要用 GPS 实现对时 (接口为 B 码或 1EEE1588.对时的信号可以传输光纤)，对其功 能和技术指标进行明确， 厂家生产时也更容易定型。但操作箱的 温湿度传感器和电磁干扰等要满足实验条件。而操作箱则要针 对其具体情况而做出整套双重化的设计，操作开关单路跳合闸 回路， 并保留接点进行间隔闸刀的操作。此时要考虑五防闭锁接 点，浙江模式是按传统模式处理。而母联断路器，虽然平时是可 以断开的， 但在它二端已经连接了不同类型的变压器设备， 所以 只要有一只变压器设备不能正常工作，闭合的线路就可以继续 使用另一台变压器设备电源。在母设间隙中要设有操作箱， 以并 列的装置电压完成了并列回路。在主变本体间隙中就可以不用 设有操作箱， 直接就地完成了本体保护与测控的装置， 并按传统 方法进行。
在智能的操作箱中取消了压切回路，并将其调整到线路保 护上， 从保护上测控和计量就可以得到切换后的电压量。在其跳 合闸回路上要设置监视功能，最好按回路进行监视，在跳闸回 路断线时，开关合位，跳闸回路无压，有延时。反之合闸回路断 线时，开关就分位，合闸回路无压。回路电压监视内阻的设置要 大，防止出现开关本体防跳回路的串联分压。其开关的防跳功能 按照传统的方式实现 ( 国内新规范要求在开关本体中实现)，目 前开关位置只提供不一致接口，都由开关本体或保护装置进行 处理，由开关保护或断路器进行线路保护。要设置 KKJ，并区分 保护跳、遥控跳和手跳，用传统方式实现闭重，再传递给重合装 置。如果有跳闸情况，就保持LOCKOUT 并进行监视，与传统规 范保持一致。要开关出口回路压板，用压板进行装置采集。对于 跳闸保持的功能最好用物理方式进行， 防止出现拉弧问题， 躲过 辅助节点。而其LED 指示灯要保留，对HW、TW、HH 现场配置 其需求， 在每个单入量的滤波时间进行单独或分组设置， 满足其 不同需求。
8 结语
总之，在智能电力网络继电保护技术发展速度加快的情况 下，技术需要不断更新和升级， 电力企业应深刻认识智能电网继 电保护技术的新要求， 充分认识到继电保护的重要性， 加强继电 通信保护研究， 从而促进继电保护技术的改造， 为适应智能电网 技术的快速发展， 有效提高电网运行的安全性和稳定性， 为智能 电力网络的发展和应用创造有利的条件。
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