【摘? 要】隨著國家電網(wǎng)智能化、多元化的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用于供電系統(tǒng)中，例如分布式電源成為低碳電力系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)應(yīng)用，光纖測量技術(shù)有效提高了電力設(shè)備測量結(jié)果的精確度。這些新技術(shù)的應(yīng)用雖然極大促進(jìn)了電網(wǎng)智能化發(fā)展，但是也對電力系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求，本文以電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)作為研究對象，首先介紹分布式電源以及光纖測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后分析基于分布式電源的繼電保護(hù)工作原理，還有在變壓器中光纖傳感技術(shù)的具體應(yīng)用，具有一定的理論參考價值。

【關(guān)鍵詞】分布式電源;光纖測量技術(shù);繼電保護(hù);在線檢測

引言

推進(jìn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)高效安全運(yùn)行一直是國家電網(wǎng)所提倡的發(fā)展路線，這也是未來國家電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。隨著相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，有許多新技術(shù)開始應(yīng)用于實際電力系統(tǒng)運(yùn)行中，這些技術(shù)可以總結(jié)概括為五類：傳感與測量技術(shù)，該技術(shù)是實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化、智能化的重要環(huán)節(jié)，這類技術(shù)可以大致分為兩類：廣域測量系統(tǒng)和其它監(jiān)測系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都是通過各種傳感器的配合工作來實現(xiàn)的;高級電力設(shè)施，該技術(shù)在未來智能電網(wǎng)中扮演著至關(guān)重要的角色，有一部分已經(jīng)得到廣泛使用例如微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)等等，還有的技術(shù)尚在開發(fā)階段還存在著許多缺陷例如超導(dǎo)技術(shù)、儲能技術(shù)等等;智能化決策技術(shù)，未來電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能會越來越復(fù)雜，依靠操作人員進(jìn)行決策容易出現(xiàn)失誤，計算機(jī)根據(jù)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控就可以實現(xiàn)系統(tǒng)控制的精確性和全面性;集成通信技術(shù)，通信設(shè)備是智能電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，通訊設(shè)備的高集成度可以保證系統(tǒng)設(shè)計的高效，并且模塊式的通信設(shè)備也便于保養(yǎng)和更換;優(yōu)先級控制技術(shù)，借助互聯(lián)網(wǎng)和高級控制算法對電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和評估，對系統(tǒng)可能發(fā)生的故障事件進(jìn)行優(yōu)先處理，并且根據(jù)各區(qū)域的電能需要合理進(jìn)行分配。

1.智能電網(wǎng)新技術(shù)

1.1分布式電源

分布式電源可以簡單定義為分布在配電網(wǎng)以及用電負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)備，可以高效穩(wěn)定地發(fā)電。分布式電源可以看做是輔助性的供電設(shè)備，在某些區(qū)域供電能力不足或者供電距離過長時，就可以考慮采用分布式電源，分布式電源主要包括風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等等。在我國西北地區(qū)某些地區(qū)距離供電網(wǎng)絡(luò)過遠(yuǎn)，采用風(fēng)力發(fā)電就是最為經(jīng)濟(jì)合理的供電方式，在某些情況下分布式電源還可以為配電網(wǎng)供電，分布式電源相較于傳統(tǒng)火力發(fā)電具有以下三個優(yōu)點(diǎn)：

綠色環(huán)保，這是分布式電源最大的優(yōu)點(diǎn)，首先分布式電源采用的發(fā)電方式都是采用清潔能源或者可再生能源，相較于火力發(fā)電極大減少了有害氣體的排放。其次分布式電源大多設(shè)置在供電用戶附近，有效減少了遠(yuǎn)距離高壓電線建設(shè)的費(fèi)用以及高壓電線可能產(chǎn)生的電磁輻射;經(jīng)濟(jì)可靠，分布式電源的建設(shè)相較于高壓輸電線路的成本更低而且不存在由電線內(nèi)阻產(chǎn)生的線損，分布式電源的發(fā)電機(jī)組規(guī)格都是中小型便于檢修，而且各個電站相互獨(dú)立不會出現(xiàn)大規(guī)模停電事故;靈活多變，分布式電源占地資源較少建設(shè)周期較短，可以快速解決地區(qū)電力短缺問題，而且可以根據(jù)實際用電需要設(shè)計發(fā)電機(jī)組的組合。

1.2光纖傳感技術(shù)

半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展帶動了微電子技術(shù)以及傳感器的快速發(fā)展，同時也帶動了數(shù)字化檢測技術(shù)的發(fā)展，對電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時檢測是實現(xiàn)智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，在線檢測系統(tǒng)可以有效預(yù)防電網(wǎng)故障的發(fā)生，同時也提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，光纖傳感技術(shù)相較于傳統(tǒng)的傳感器具有明顯的優(yōu)勢，首先光纖既是傳感介質(zhì)也是數(shù)據(jù)載體，對數(shù)據(jù)測量的靈敏度極高;其次光纖本身具有優(yōu)良的抗電磁干擾能力，非常適用于電力系統(tǒng)這種具有電磁干擾的環(huán)境;光纖傳感可以實現(xiàn)廣范圍、長距離的分布式測量，并且光纖本身是有石英制造而成的，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，耐高溫耐腐蝕適用于各種環(huán)境。

在國外光纖傳感技術(shù)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)溫度以及應(yīng)變等物理量的測量，取得了良好的應(yīng)用效果，但是在我國光纖傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用尚處于初級階段，因為我國各區(qū)域地理環(huán)境差異性極大，為了適應(yīng)不同的輸電環(huán)境采用不同規(guī)格的輸電線路，而且在某些區(qū)域存在極強(qiáng)的電磁干擾，所以光纖傳感技術(shù)只能限制在極小區(qū)域內(nèi)，大范圍的鋪設(shè)光纖傳感器成本過高。

2.電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)應(yīng)用

2.1分布式電源繼電保護(hù)

在國家電網(wǎng)中，分布式電源通常是與60KV以下電壓等級并網(wǎng)運(yùn)行，所以會存在分布式電源和配電網(wǎng)的互相影響問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：分布式電源必須要配合原有配電網(wǎng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置獨(dú)立的繼電保護(hù)系統(tǒng)不利于供電管理;會使繼電器保護(hù)區(qū)縮小，由于分布式電源的并網(wǎng)可能會導(dǎo)致原有電網(wǎng)的輸出功率減小，進(jìn)而縮小繼電器保護(hù)區(qū);會使繼電保護(hù)裝置誤動作，如果繼電器不具有方向敏感性，當(dāng)并聯(lián)線路出現(xiàn)故障時就可能導(dǎo)致該線路的繼電器誤動作;可能導(dǎo)致重合閘失效，如果重合閘重合時間早于分布式電源切斷時間，分布式電源會產(chǎn)生高壓電弧導(dǎo)致重合失效。

分布式電源的并網(wǎng)會增加下游線路的保護(hù)范圍但是會失去繼電保護(hù)的選擇性，同時也會縮減上游線路的保護(hù)范圍。分布式電源的接入對短路電流有促進(jìn)作用，改變了原有線路中短路電流的大小和方向，這就有可能使繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動作，對配電網(wǎng)的正常運(yùn)行有較大的影響，有研究人員提出過限制分布式電源容量的辦法來減小短路電流對原有線路的影響，具體通過增加短路阻抗的辦法來限制短路電流，但是當(dāng)負(fù)荷電流增大時電網(wǎng)線損也增加了，現(xiàn)在最主流的解決辦法是將限流器和分布式電源配合接入電網(wǎng)，這雖然解決了短路電流的影響問題，但是電能傳輸?shù)膿p耗依舊存在，所以正在推進(jìn)超導(dǎo)限流器的研發(fā)工作。

2.2變壓器光纖傳感在線檢測技術(shù)

變壓器在配電網(wǎng)中起到承上啟下的作用，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，但是根據(jù)權(quán)威統(tǒng)計表明變壓器故障導(dǎo)致全線停電事故占據(jù)所有停電事故的43%，變壓器的主要故障表現(xiàn)為繞組變形，這是由于變壓器具有一定的帶故障運(yùn)行能力，當(dāng)初級繞組受到短時間的短路電流沖擊時，變壓器不會引起保護(hù)動作，變壓器可以暫時性地維持運(yùn)行，但是如果沒有及時處理這類故障，在多次短路電流沖擊之后就會導(dǎo)致繞組變形。現(xiàn)有的繞組變形測量方法有三種：低壓脈沖法、頻響法、短路阻抗法。這三種方法只有在繞組出現(xiàn)明顯變形時才會發(fā)揮相應(yīng)的效果，所以依靠這些方法對變壓器進(jìn)行實時監(jiān)控是不現(xiàn)實的。

采用光纖傳感技術(shù)對變壓器進(jìn)行實時監(jiān)控從技術(shù)角度來講是可行的，因為變壓器本身在工作過程中會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁場，采用一般的傳感器進(jìn)行測量顯然會產(chǎn)生較大誤差，有研究人員已經(jīng)成功采用雙時域布里淵光時域反射系統(tǒng)實現(xiàn)了對500KV變壓器的絕緣性能在線監(jiān)測，對變壓器的在線監(jiān)測研究具有重大意義，采用合適的方法來實現(xiàn)對變壓器的繞組變形在線監(jiān)測，不僅可以有效降低電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的概率，而且在線監(jiān)測可以實時追蹤變壓器的元部件運(yùn)行狀態(tài)并及時進(jìn)行更換，維持變壓器安全穩(wěn)定的運(yùn)行延長使用壽命，當(dāng)變壓器出現(xiàn)明顯的繞組變形時只能更換全新的變壓器，增加了電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)

[1]賴哲.分布式電源接入對配網(wǎng)電壓的影響分析[J].技術(shù)與市場，2020，27（12）：116+118.

[2]姚翔.微電網(wǎng)中分布式電源控制在不同負(fù)荷條件下的措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（34）：109-110.

[3]祝視，曾小輝，魏培，龍偉.分布式光纖傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].湖南電力，2019，39（06）：1-4.

作者簡介：趙梓程（1990.11-），男，彝族，云南昆明人，全日制大學(xué)本科，電氣工程及其自動化畢業(yè)，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)相關(guān)工作。