智能电网继电保护实践及分布式电源接入技术探析

作者:广州业科电气技术有限公司 | 来源:广州业科电气技术有限公司 | 日期:2017-08-16 | 浏览:639

随着经济的快速发展,常规发电能源已经被无法满足社会发展的要求。针对继电保护系统常见的问题,人们提出了智能继电保护系统,促进继电保护系统的自动化、智能化发展,并采用分布式电源接入的形式实现电力系统重构。本文分析了智能继电保护的特点,阐述了分布式电源对智能继电保护系统的影响,旨在提高继电保护技术。
现阶段,电力系统在社会生产中发挥着越来重要的作用,导致传统的发电形式和继电保护系统与现代化社会之间的矛盾越来越激烈。随着分布式电源接入技术在电源中的应用,缓解了我国的电力资源短缺的问题。然而,实际应用中,分布式继电保护系统存在着极大的问题,易造成继电保护系统误动的现象。因此,必须开发与分布式继电保护系统相适应的智能继电保护系统,使得分布式电源技术可以得到更为广泛的应用。
1分布式电源接入技术
1.1分布式电源接入工作原理
不同于传统的配电保护系统,分布式电源接入技术采用并网、独立的方式接入配电保护系统中,达到扩大控电网络的目的。当分布式电源技术处于独立运行的状态时,并未与地区的电力系统进行彻底的分离,出现用电故障后,可以通过自动转换装置保护用电设备。当分布式电源技术处于并联运行状态中,存在与当地区电网独立和相互关联的运行模式,若独立运行,则无须将电能输入当地配电系统中;若并联运行,将电压调整至适当的电压伏数,再输入当地系统中。
1.2分布式电源储电形式
大部分分布式电源并未实现连续性供电。因此,需在分布式继电保护系统设置大容量的电能贮备装置,才能实现分布式电源的持续性供电。目前,主要有三种储能方式:第一,物理储能。物理储能的方式有抽水储能、压缩储能、飞轮春储能。第二,化学储能。主要由蓄电池进行储能。第三,超导储能。其零件主要由超导体的电阻组成。不同的储能方式连续性发电时间也存在着很大的差异,例如,超导储能只适用于分级或秒级的应用。
2分布式继电接入技术对配电系统的影响
2.1对继电保护系统的影响
由于传统的配电系统主要采用单电源、辐射状的结构进行电能传输,其对应的继电保护系统也相对简单。将分布式电源接入传统的配电保护系统中时,改变了原有配电系统的结构,分布式电源进行持续性发电时,其支路具有分散电流的作用,线路出现电路故障时,通过继电保护装置的电流较小,导致继电保护装置未能及时反馈故障信息,从而无法对配电系统进行保护。另外,分布式电源接入配电系统中时,当一条线路出现问题时,其相邻的线路可能会出现电流增大的情况,使得该线路的继电保护系统出现误动的现象,即继电保护系统过度保护。由此可见,分布式电源虽然提高电源的持续发电量,但由于原有的继电保护系统无法适应分布式电源的运作模式,也容易造成用电困扰。
2.2分布式电源对发电质量的影响
分布式电源在传统的配电系统中运行时,会严重影响配电系统的发电质量。第一,电压调控难度加大。分布式电源的接入,大大提升了配电系统的发电量。然而,进行持续性发电阶段,往往会导致配电系统的电流压力增大,出现电流不稳的情况,当配电网络中的电流过小时,则需重新启动分布式装置重新发电,导致电网中的电压值浮动较大。若未对及时高负荷电网线路进行处理,该线路易出现电压值查超标的现象。第二,谐波异常。分布式装置属于电子型电源,其在运行过程中,很容易产生谐波。将分布式电源直接连入配电系统中时,随着电流的直接通过,电磁元件会出现磁饱现象,影响零件的使用寿命。
2.3分布式电网的应用技术
由于分布式电网的运用会对传统的配电系统造成影响,进行电网设计时,可以通过加强分布式电源并联原有配电系统的控制。建立新的管理系统,加强对故障电路的监管。加强对分布发电系统进行整合,设立微型电网,提高分布式电源在并联状态时的运行能力,削弱分布式电源个故障对整个配电系统的冲击。
3智能继电保护系统化的研究背景
随着分布式电源的广泛应用,配电系统中电路电流过大与落后的继电保护系统之间的矛盾也随着加大。传统的配电装置中,电网为简单的链接式结构,电流运行方向也相对单一,运行中并不会出现逆向功率。然而,分布式电源装置,其电流分支较多,运行期间会导致电流的方向发生改变。为加强分布式电源装置与传统的配电网络的协调运行,人们开始对继电保护系统的优化方案进行研究,实现继电保护系统的智能化发展。
4智能继电保护系统实践研究
4.1智能继电保护系统的技术应用
与传统的继电保护系统相比,智能基地保护系统采用现代化技术,解决用电系统中存在的问题,实现对配电系统的保护。智能继电保护系统主要应用以下几种技术。
第一,先进设备技术,智能电网将各种新型材料、电子技术等用于智能电网的设备中,扩大传统电网中的电能传输性能,提高了分布式电源电流传输的质量。
第二,传感控制技术。通信传感技术是智能电网实现电网保护的基本条件。智能电网具有自愈性的特点,即在实际运行的过程中,智能电网通过对电网感应,加强对电流运行动态的监控,及时反馈电路故障数据,并采取相应的手段对电路故障进行处理。
第三,参考量测技术。参考量测技术的实质是对电路运行运行中的数据,综合反馈给智能电网。采用参考量检测技术测量的数据具有准确性和实效性的特点,通过对各部分运行数据的综合处理,实现对电路系统的保护。
第四,风偏检测技术。随着配电网络区域的扩大,进行智能继电建设中,受气象因素的影响较大。风偏检测装置主要安置在配电网络的主导线上,采集气象参数、倾斜等,将检测结果反馈给电力部门,为相关部门的电路设计提供依据。
4.2智能继电保护系统改革
智能保护系统具有灵敏性高、安全系数高等特点,通过对电路故障的自动化管理,可先将出现故障的电路进行隔离处理,再对系统中的内置装置进行检测,采用计算机传感技术对故障电路进行处理,使得配电系统可以在短时内恢复至正常运行的状态,实现对整个配电系统的智能保护作用。同时,智能继电保护系统中采用了传感技术,能够对电路中的电流饱和现象进行分析,减少继电保护系统的误动现象。当电路中出现问题时,采用特殊的计算模型对电路故障进行分析,缩短了故障处理时间。
4.3智能继电保护系统的实践
4.3.1准确甄别电力故障
当分布式电路出现故障时,通过故障电路的电路量会随之增大,且线路两个的功率方向相同。智能继电保护系统通过甄别通过电流的大小以及功率的方向,进行故障鉴别,达到保护高压电路的目的。利用直流输电线路端部对故障线路进行处理,使用平波对抗器建立一个高平分量的阻抗界面,降低区内短路的高频分量,使得单端的高平分量高于直流线路,实现对配电系统的保护。当中性点分直接接地系统处于接地状态时,故障电路的电流补偿不会对其高分频量造成影响,呈零序电流分量,将提取的零序电流分量与其他电路电流流向进行比较,实现单相接地故障的电路保护设置。根据相关实验表示,智能继电保护系统可以在短时间内对继电保护进行检测,达到电路保护的目的。
4.3.2新型的保护方式
对分布式变电系统进行保护时,当单路出现问题时,将通过该电路的最后电流值作为测量的最小依据。利用智能继电保护中的选择性保护原理,对后备保护系统反馈的信息进行筛选,使得后备保护系统可以对故障线路进行针对性保护。
4.3.3增加保护功能
智能电网对故障线路进行断闸处理时,相邻电路通过的电流会随之增大,进行,避免出现相邻电路过分保护的特点。针对这一现象,智能继电保护系统中,将电路检测装置与保护跳闸的功能进行联合设计。由电路保护装置对电流过大的状况进行检测,若为电路短路情况,再进行信息反馈,进行断电保护。另外,在传统继电保护的基础上,利用差动保护的原理,设置电磁、电流互感器,减少继电保护装置的误动。智能继电保护系统中保护功能的扩大,可有效避免分布式电源系统间的相互连接而出现的电流功率不平衡的状态。
5结束语
现阶段,分布式电源技术开始广泛的应用于我国的继电保护系统中,增长了配电系统的持续性时间。根据分布式电源对继电系统的保护,人们开始研究只能变化继电保护系统,加强对故障线路保护。随着分布式电源和智能继电保护系统在配电系统的中的应用,调整了传统配电系统结构,加快了我国绿色能源开发进程。

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