高新麗 趙輝

【摘 要】繼電保護(hù)對(duì)于電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)具有重要的作用，而自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為提升繼電保護(hù)的可靠性提供了重要保障。本文從繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程入手，對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展方向進(jìn)行了研究，并對(duì)研究成果進(jìn)行了總結(jié)，繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)將為電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)提供更加可靠的保障。

【關(guān)鍵字】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；自動(dòng)化

【中圖分類號(hào)】TM769 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0323-01

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)和居民生活對(duì)電力的需求也逐年擴(kuò)大，提供安全可靠的電力供應(yīng)也顯得更為重要。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)是確保電網(wǎng)中電力設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。因此，繼電器保護(hù)裝置自身的性能和可靠性也尤為重要，一旦繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)了錯(cuò)誤的動(dòng)作而影響到了電網(wǎng)的運(yùn)行，那不僅將影響到對(duì)居民和企業(yè)的供電，還有可能對(duì)電網(wǎng)以及電力生產(chǎn)造成巨大的損失。正是由于繼電保護(hù)對(duì)于電網(wǎng)和電力生產(chǎn)有著如此重要的影響，因此對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的研究一直都受到電力行業(yè)的重視。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)也轉(zhuǎn)向了自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展方向。

國(guó)內(nèi)對(duì)于繼電保護(hù)技術(shù)的研究、相關(guān)設(shè)備的制造以及人才隊(duì)伍的培養(yǎng)，在歷經(jīng)幾十年的發(fā)展后，已經(jīng)初具規(guī)模，并形成了從研究到設(shè)計(jì)、從設(shè)備制造到生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)、從管理到人才培養(yǎng)的一整套完整體系。

1 發(fā)展歷程

在上個(gè)世紀(jì)計(jì)算機(jī)還在使用晶體管技術(shù)的七、八十年代，國(guó)內(nèi)院校與電力設(shè)備廠之間就已經(jīng)通過(guò)校企合作的方式，對(duì)繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了立項(xiàng)研究，并將研究成果和研發(fā)的產(chǎn)品成功地運(yùn)用在了八十年代我國(guó)最著名的水力水電項(xiàng)目——葛洲壩水力水電項(xiàng)目上。這不僅推動(dòng)了我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使我國(guó)具備了自行生產(chǎn)繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的能力。進(jìn)入九十年代以后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，以華北電力大學(xué)（原華北電力學(xué)院）為主的科研單位又開(kāi)展了對(duì)輸電線路自動(dòng)化技術(shù)的研究，并成功研制出輸電線路的自動(dòng)化保護(hù)裝置。這一研究成果不僅在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也標(biāo)志著我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)代。此后，一批又一批的繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備投入到了電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)之中，從而推動(dòng)了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展。

隨著繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的大量應(yīng)用和推廣，對(duì)繼電保護(hù)裝置的性能要求也在不斷提升。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)也開(kāi)始采用新的設(shè)計(jì)理念，以適應(yīng)面向智能電網(wǎng)的發(fā)展方向。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展

計(jì)算機(jī)技術(shù)在不斷發(fā)展和取得技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，其產(chǎn)品的價(jià)格也呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì)，這使得自動(dòng)化設(shè)備的性價(jià)比逐年上升，從而推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和普及。特別是單片機(jī)和DSP芯片技術(shù)的應(yīng)用和普及，更是帶動(dòng)了自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在上個(gè)世紀(jì)九十年代末，我國(guó)電力行業(yè)的繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的普及率還維持在40%以下。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，經(jīng)過(guò)電力系統(tǒng)的幾次大范圍技術(shù)升級(jí)改造，在短短幾年的時(shí)間里，我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備的普及率就已達(dá)到了70%以上?，F(xiàn)在，電力系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)的自動(dòng)化。

繼電保護(hù)的自動(dòng)化，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電力系統(tǒng)在不斷普及自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用的同時(shí)，也根據(jù)在自動(dòng)化設(shè)備的使用過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)，提出了很多新的需求，包括對(duì)大容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求、對(duì)故障容災(zāi)的處理需求、對(duì)信息和數(shù)據(jù)共享的需求等。

3 繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化

繼電保護(hù)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)融合發(fā)展的基礎(chǔ)上取得的一項(xiàng)成果。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化，不僅可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享，還可以取得比傳統(tǒng)方式更好的保護(hù)效果。同時(shí)，采用基于網(wǎng)絡(luò)化的分站保護(hù)系統(tǒng)，還能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)的架構(gòu)，從而降低系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)成本。

電力系統(tǒng)所采用的網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護(hù)方案，是一種新型的繼電保護(hù)技術(shù)方案，十分符合電力技術(shù)發(fā)展的方向。在網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中，形成了以主干網(wǎng)絡(luò)為核心、省地市三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)體系，采用分站式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使整個(gè)系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、而且性能可靠、易于維護(hù)。分站保護(hù)系統(tǒng)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，分站保護(hù)系統(tǒng)既可以利用現(xiàn)有的設(shè)備構(gòu)建，同時(shí)也可以采用最新型的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，并且對(duì)電力設(shè)備和線路的各項(xiàng)保護(hù)功能都能夠由分站保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的管理。

4 繼電保護(hù)的智能化

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及在繼電保護(hù)方面的應(yīng)用，使得新的技術(shù)和解決方案不斷的被融入到繼電保護(hù)系統(tǒng)之中。其中，以人工智能技術(shù)為代表的一些技術(shù)方案，進(jìn)一步帶動(dòng)了繼電保護(hù)技術(shù)的研究和發(fā)展。比如利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)電力繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行故障分析與測(cè)定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的保護(hù)。對(duì)于輸電線路上的一些非線性的故障問(wèn)題，采用傳統(tǒng)的技術(shù)手段并不容易解決，而在采用了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新方法后，通過(guò)對(duì)故障樣本的分析、記錄和比對(duì)，就可以很好地解決這一類非線性的故障問(wèn)題。

人工智能化技術(shù)的發(fā)展，不僅有力地推進(jìn)了智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)方面的應(yīng)用和普及，同時(shí)也為電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)提供了一些具有創(chuàng)造性的解決方案，從而推動(dòng)了電力技術(shù)的發(fā)展。獎(jiǎng)人工智能技術(shù)與繼電保護(hù)系統(tǒng)所采取的其他技術(shù)方案相融合，對(duì)于電力線路和設(shè)備方面的各種故障和問(wèn)題、提升繼電保護(hù)動(dòng)作的可靠性，都是十分有益的，同時(shí)也是符合電力技術(shù)發(fā)展方向的。今后，智能化技術(shù)還將不斷的發(fā)展和完善，從而滿足電力系統(tǒng)在繼電保護(hù)方面的一些新的需求。

5 繼電保護(hù)的綜合化

在計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)，為電力系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求（包括監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量）提供了新的解決方案。這些新的技術(shù)和解決方案的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的綜合化管理打下了良好的基礎(chǔ)。這些新的技術(shù)方案的特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的集成，以及信息、數(shù)據(jù)和資源的共享，并使得設(shè)備的無(wú)人值守和遠(yuǎn)程控制的工作方式得以實(shí)現(xiàn)。

以自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ)，將變電站的控制、信號(hào)等各種業(yè)務(wù)集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端的智能化設(shè)備進(jìn)行連接，從而解決了傳統(tǒng)的以人為主的設(shè)備值守和管理、維護(hù)方式。這不僅有效地降低了電力系統(tǒng)的建設(shè)成本和人員維護(hù)成本，同時(shí)還使得系統(tǒng)的可靠性有了進(jìn)一步的保障。

繼電保護(hù)系統(tǒng)的綜合化發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的工作方式，解決了調(diào)度中心不能與繼電保護(hù)設(shè)備之間進(jìn)行通信的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了調(diào)度中心對(duì)繼電保護(hù)終端的遠(yuǎn)程控制。這一改變對(duì)于電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

6 總結(jié)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的普及應(yīng)用，電力系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的變革，繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)從數(shù)字化管理轉(zhuǎn)向了自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理，從而為電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和運(yùn)行提供了更加有力的保障。

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