標準化及就地保護裝置前景廣闊

——訪(fǎng)中國電力科學(xué)研究院有限公司繼電保護研究所教授級高級工程師楊國生

隨著(zhù)我國電網(wǎng)建設交直流混合輸電技術(shù)的廣泛應用，配電網(wǎng)自動(dòng)化程度的不斷提高以及電力電子化發(fā)展的逐漸深入，對繼電保護的裝置、方式、理念也提出了新要求和新挑戰。近日，中國電力報記者就新時(shí)期我國繼電保護市場(chǎng)情況、技術(shù)發(fā)展趨勢以及前沿技術(shù)研究等問(wèn)題采訪(fǎng)了中國電力科學(xué)研究院有限公司繼電保護研究所教授級高級工程師楊國生。

中國電力報：目前國內繼電保護市場(chǎng)情況如何?

楊國生：截至2017年底，國家電網(wǎng)公司系統220千伏及以上交流系統(含西藏110千伏系統)繼電保護裝置共有17.2萬(wàn)余臺，同比2016年增加7.33%,其中500千伏及以上電壓等級保護設備增幅超過(guò)10%。220千伏及以上交流系統保護裝置的微機化率自2015年起已達到100%，線(xiàn)路保護雙重化率達到100%。

近年來(lái)，國家電網(wǎng)公司持續推進(jìn)保護裝置統一規范化、標準化方面的工作，隨著(zhù)交直流混聯(lián)電網(wǎng)的不斷建設，以及配電網(wǎng)的建設與提升，全電壓等級系列的統一標準化裝置將得到廣泛應用。同時(shí)，隨著(zhù)科技的發(fā)展和新技術(shù)的應用，國家電網(wǎng)公司牽頭組織研發(fā)了就地化保護裝置，經(jīng)專(zhuān)業(yè)檢測并掛網(wǎng)試運行，已進(jìn)入全面掛網(wǎng)試運行階段。新型統一標準化的裝置及就地化保護的應用具有廣闊的市場(chǎng)容量和前景。

中國電力報：您認為繼電保護的發(fā)展趨勢是怎樣的?

楊國生：繼電保護的發(fā)展有一個(gè)完整的層次化保護技術(shù)體系和路線(xiàn)，堅持強化主保護，優(yōu)化后備保護的技術(shù)原則，包括就地、站域、廣域保護，各層級協(xié)同形成覆蓋從電力系統一次設備到電網(wǎng)的完善保護。

就地配置與一次設備對應的線(xiàn)路、元件等保護裝置的主保護、后備保護構成了就地的保護層，實(shí)現電氣設備故障快速識別與有效隔離。站域層采集站內多間隔信息，對距離保護、失靈保護等多類(lèi)型后備保護實(shí)現基于多間隔信息的性能優(yōu)化，提升后備保護的動(dòng)作速度和配合度，使站內保護的整體速動(dòng)型、選擇性、可靠性得到優(yōu)化提升。

廣域層保護實(shí)現基于多站、廣域范圍的信息采集和保護功能邏輯，對電網(wǎng)后備保護的整體性能進(jìn)行優(yōu)化提升，實(shí)現廣域范圍內的有效遠后備保護，消除部分極端情況下的故障風(fēng)險。

交直流保護設備硬件高性能、標準化，基本功能邏輯規范化、智能化，通訊規約標準化會(huì )成為一個(gè)發(fā)展趨勢，通過(guò)標準化、規范化，使得裝置在基本功能、性能上達到要求，易于維護和檢修，保障裝置可靠運行，為電網(wǎng)安全奠定基礎。

以“采樣數字化、保護就地化、元件保護專(zhuān)網(wǎng)化、信息共享化”為特征的就地化保護，采用高集成度一體化板卡、高可靠防護裝置、標準化連接器、元件保護高可靠專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )等關(guān)鍵技術(shù)，提升了繼電保護速動(dòng)性和可靠性，也將成為電網(wǎng)運行的需要。

隨著(zhù)電網(wǎng)規模擴大，運行方式多變，后備保護配合日益復雜。大電網(wǎng)安全穩定運行對部分后備保護提出了更高的性能要求，要求保護動(dòng)作更快速、配合配置更優(yōu)化、運行整定更智能。優(yōu)化的遠后備保護配置、應用多間隔信息的站域保護等將獲得進(jìn)一步的應用。

同時(shí)，大量在電網(wǎng)運行的保護裝置的健康狀態(tài)、運行狀態(tài)、有效性等需開(kāi)展監視、評價(jià)與分析。通過(guò)裝置的可靠運行，為大電網(wǎng)的故障阻斷、預警和及時(shí)隔離提供支撐，可提升電網(wǎng)安全穩定運行水平，此類(lèi)技術(shù)也將獲得廣泛應用。

中國電力報：繼電保護研究所新的研究成果有哪些?對繼電保護的發(fā)展有何規劃?

楊國生：一是理論創(chuàng )新取得突破。針對特高壓交流輸電線(xiàn)路、變壓器、電抗器等電氣設備，解決了線(xiàn)路分布電容大、勵磁涌流特征復雜、有載調壓變保護死區等技術(shù)難題;提出在電壓平面上識別過(guò)負荷與故障的理論方法。

針對柔性多端直流、特高壓直流分層等新型直流輸電方式，研究提出了柔直線(xiàn)路保護原理及多端柔直系統快速恢復策略、特高壓直流分層接入下直流保護原理及多層次逐級動(dòng)作策略、交流保護應對策略。根據半波長(cháng)輸電線(xiàn)路的時(shí)空特征，提出半波長(cháng)線(xiàn)路繼電保護解決方案。

二是運行及分析技術(shù)廣泛應用。在一體化整定計算、分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)以及統計分析、狀態(tài)檢修、在線(xiàn)監視與智能診斷等方面開(kāi)展研究并取得大量成果。

研究了國分一體化整定、數據融合關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)“國分調一體化整定計算平臺”。研究了分布式電源接入配電網(wǎng)對繼電保護及重合閘、備自投、配電自動(dòng)化等的影響，提出了繼電保護適應性措施和故障判別、切除方案，發(fā)布國家標準1項、國網(wǎng)企業(yè)標準3項。提出了基于繼電保護設備全過(guò)程管理的分析評價(jià)體系，并開(kāi)發(fā)繼電保護統計分析及運行管理應用系統。

三是試驗檢測成效顯著(zhù)。建立規?；?、系統級動(dòng)態(tài)模擬平臺。建立了完善的繼電保護試驗體系，實(shí)驗室具備完整的繼電保護試驗檢測體系。應用先進(jìn)的電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真系統，對大型新型設備或系統開(kāi)展有效的仿真分析和試驗驗證。利用實(shí)時(shí)數字仿真技術(shù)開(kāi)展了大量電力系統繼電保護及安全穩定控制系統的閉環(huán)實(shí)時(shí)測試。