（国网重庆市电力公司綦南供电分公司 401420）
摘要：继电保护系统的发展始终伴随着智能电网的发展而进步，随着智能电网规模的扩大和覆盖范围的增加，继电保护技术影响越来越大，该系统的重构能够适应智能电网的高效运行现状，提高智能电网稳定性。本文从继电保护系统重构需求、重构方法和重构的未来发展趋势三个方面入手，详细分析了继电保护系统重构的原则、重构的模型、重构的趋势等内容。
关键词：智能电网；继电保护；重构方法；发展趋势
引言
可持续发展理念的逐渐深入以及再生资源发电技术的逐渐成熟，越来越多的可再生资源发电技术步入产业化发展阶段，发电系统中可再生资源占比逐年上升，这就需要改进当前的技术来实现可再生资源发电系统接入现有电网，从而实现电网容量的上升，但是这个过程会伴随着电能传输与利用效率的变化，为了确保供电质量和供电效率，必须实现电网管理的智能化和自动化。智能电网的特点包括自适应、稳定性高、兼容性能好、输电效率高等，尤其是智能电网的自适应特点，能够确保电网在具体节点出现问题时及时的进行自我调整来避免故障影响进一步扩大，这就要求继电保护系统能够适应智能电网的运行模式，继电保护系统的发展始终伴随着智能电网的发展而进步，随着智能电网规模的扩大和覆盖范围的增加，继电保护技术正在影响着越来越大的范围。智能电网中继电保护系统的重构能够进一步提高电网管理的自适应性，提高电网的稳定性，因此有必要对此深入研究。
1 继电保护系统的在线重构需求
近年来继电保护系统在通信和信息处理技术的支撑下，通过采用双重化配置带通道的电流差动和方向比较原理的保护装置，主网保护动作可靠性得到了很大提高，但随着对继电保护系统可靠性的更高要求以及分布式能源的大量接入，继电保护面临的主要问题有：
（1）目前继电保护的结构是一种刚性结构，联接方式、保护对象、适应的网络条件均是预先设定，自适应能力弱，适应一次系统的变化能力弱。当保护系统遇到类似2008 年冰灾等突发性故障时，现有保护系统往往还不能自动寻求新的信息通道以重新恢复该线路的纵联保护功能。
（2）继电保护系统故障带来电网大面积停电的风险依然存在。当前的继电保护系统虽然能够实现部分元件的在线监测，但是发现故障后并不能够实现立刻更换和功能恢复，备用设备也无法自动开启，还是需要人工查看报警记录后进行现场作业替换故障设备，因此继电保护系统的自检测功能依旧不能实现自动化运转。
（3）目前的配电网络以配置三段式电流保护为主，在多点接入分布式电源（DG）后，不仅要求继电保护既适应单向潮流又适应双向潮流的运行方式，还要求更快的动作速度、更高的可靠性和灵敏性。
综上可知，继电保护系统要想适应不断发展的智能电网，维护电网的稳定和自适应特点，就需要实现以下功能：首先是继电保护的整定值不能是固定不变的，需要根据智能电网的运行状态和需求来动态调整期整定值，从而避免出现整定值调整滞后于电网时发生运行故障或是保护失效的情况；其次是继电保护系统要能够实现在线控制系统配置的调整，从而满足变化的智能电网需求；接着是要实现继电保护系统设备在线监测，从而及时的发展设备故障并更换，以提高继电保护效率；继电保护系统内部的设备如果出现损坏，应能够自动进行备用设备替换，从而保持继电保护的连续性。
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2 继电保护系统重构方法
2.1 继电保护系统重构准则
继电保护系统的重构需要根据智能电网的发展需求决定，同时还要满足继电保护系统自身的规律，因此需要遵循如下原则：首先是确保重构以后的继电保护系统其功能是完整的，即确保升级以后的继电保护系统包含有原系统的所有功能，并通过重构增加了额外的功能，同时还要求一旦升级后的系统无法适应智能电网，必须能够实现系统的还原，从而避免系统彻底因重构而瘫痪；其次是确保继电保护系统重构的过程是快速的，同时在重构过程中也不会影响到其功能的实现，智能电网的运行不能够存在继电保护真空期；第三是继电保护系统的重构必须确保安全和稳定，重构以后的系统必须能够实现顺利运行；最后是继电保护系统重构的成本问题，在确保重构之后的功能前提下，尽量降低系统升级成本。
2.2 继电保护重构通用模型
如前所述，继电保护重构是对继电保护资源的重新组合，包含了资源、对资源的组合实现以及如何组合这3 个核心要素。
（1）继电保护资源
根据继电保护系统的组成，可将传统的继电保护系统划分为不同的功能元件的集合，例如可将继电保护系统分解为互感器、信息通道、执行元件等功能性元件。继电保护系统内的资源往往可以共享，特别是数字化变电站，其开放、共享的结构特点为资源的多种组合及利用提供了方便。
（2）继电保护资源组合的实现
对继电保护资源组合的实现是指按给定原则对继电保护内部元件进行重新连接或对内部信号进行重新分配的过程。传统继电保护元件难以满足重构要求，而数字化元件则较易实现。例如电磁型电流互感器的输出采用固定连接方式，而光电/电子式电流互感器的输出则可通过网络交互实现再分配。
（3）资源组合的方法
如何实现继电保护资源的重新组合，是实现继电保护重构的关键。需要根据一次系统的信息、继电保护装置状态诊断的信息进行综合决策。
3 未来研究趋势
继电保护系统是支撑电网稳定性和可靠性的最关键技术，也是实现智能电网快速适应和自我诊断的关键所在，因此必须通过继电保护系统重构来实现智能电网自适应性能的提升。而继电保护技术的提升需要不断的深入研究，未来的发展趋势将有如下几个方面：
（1）重构的目标及准则
继电保护系统重构的目标是在保护功能无法满足一次系统安全稳定的要求时，进行结构性重构或功能性重构以重新达到满足一次系统需要的保护能，同时也要求重构的保护系统可以满足继电保护选择性、快速性、可靠性、灵敏性的要求。
（2）满足重构要求的继电保护功能单元
利用继电保护重构的思想构建满足一次系统要求的保护功能，同时也要求进行重构的保护功能单元满足重构所需的信息开放及信息接口要求。
（3）继电保护功能元件的状态诊断
实现对保护单元和系统的异常状态识别及其隐藏故障诊断，不仅可发现继电保护单元的硬件失效、动作行为错误等异常或故障情况，还可诊断多个保护单元相互协调构成的保护系统（例如广域保护）及信号远程传输通道的故障，为继电保护系统重构提供基本依据，可极大地减少或避免因继电保护系统异常或故障造成的电网事故扩大事件，大大提高电网的安全水平。
结语：综上可知，继电保护技术是智能电网实现可再生发电系统接入、提高智能电网发电效率、推动电力系统不断进步的关键所在，同时智能保护技术也必须通过重构来实现技术的升级以及功能的完善，继电保护体系的重构既是智能电网发展的需求，也是社会可持续发展的需求，作为电力技术研究人员，需要立足岗位实际，不断探索继电保护技术进步与继电保护系统重构的可行措施，推动我国电力事业的进步。
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论文作者:李兰
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/22
标签：继电保护论文; 电网论文; 系统论文; 重构论文; 智能论文; 组合论文; 功能论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;