隨著我國電網(wǎng)建設(shè)交直流混合輸電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，配電網(wǎng)自動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(zhàn)。近日，中國電力報記者就新時期我國繼電保護市場情況、技術(shù)發(fā)展趨勢以及前沿技術(shù)研究等問題采訪了中國電力科學(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(nèi)繼電保護市場情況如何？
楊國生：截至2017年底，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)220千伏及以上交流系統(tǒng)（含西藏110千伏系統(tǒng)）繼電保護裝置共有17.2萬余臺，同比2016年增加7.33%,其中500千伏及以上電壓等級保護設(shè)備增幅超過10%。220千伏及以上交流系統(tǒng)保護裝置的微機化率自2015年起已達到100%，線路保護雙重化率達到100%。
近年來，國家電網(wǎng)公司持續(xù)推進保護裝置統(tǒng)一規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，隨著交直流混聯(lián)電網(wǎng)的不斷建設(shè)，以及配電網(wǎng)的建設(shè)與提升，全電壓等級系列的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化裝置將得到廣泛應(yīng)用。同時，隨著科技的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)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)專業(yè)檢測并掛網(wǎng)試運行，已進入全面掛網(wǎng)試運行階段。新型統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的裝置及就地化保護的應(yīng)用具有廣闊的市場容量和前景。
中國電力報：您認(rèn)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)展有一個完整的層次化保護技術(shù)體系和路線，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(tǒng)一次設(shè)備到電網(wǎng)的完善保護。
就地配置與一次設(shè)備對應(yīng)的線路、元件等保護裝置的主保護、后備保護構(gòu)成了就地的保護層，實現(xiàn)電氣設(shè)備故障快速識別與有效隔離。站域?qū)硬杉緝?nèi)多間隔信息，對距離保護、失靈保護等多類型后備保護實現(xiàn)基于多間隔信息的性能優(yōu)化，提升后備保護的動作速度和配合度，使站內(nèi)保護的整體速動型、選擇性、可靠性得到優(yōu)化提升。
廣域?qū)颖Ｗo實現(xiàn)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行優(yōu)化提升，實現(xiàn)廣域范圍內(nèi)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(shè)備硬件高性能、標(biāo)準(zhǔn)化，基本功能邏輯規(guī)范化、智能化，通訊規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化會成為一個發(fā)展趨勢，通過標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)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(chǔ)。
以“采樣數(shù)字化、保護就地化、元件保護專網(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(biāo)準(zhǔn)化連接器、元件保護高可靠專用網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)，提升了繼電保護速動性和可靠性，也將成為電網(wǎng)運行的需要。
隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大，運行方式多變，后備保護配合日益復(fù)雜。大電網(wǎng)安全穩(wěn)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(yīng)用多間隔信息的站域保護等將獲得進一步的應(yīng)用。
同時，大量在電網(wǎng)運行的保護裝置的健康狀態(tài)、運行狀態(tài)、有效性等需開展監(jiān)視、評價與分析。通過裝置的可靠運行，為大電網(wǎng)的故障阻斷、預(yù)警和及時隔離提供支撐，可提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平，此類技術(shù)也將獲得廣泛應(yīng)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(guī)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路、變壓器、電抗器等電氣設(shè)備，解決了線路分布電容大、勵磁涌流特征復(fù)雜、有載調(diào)壓變保護死區(qū)等技術(shù)難題；提出在電壓平面上識別過負(fù)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，研究提出了柔直線路保護原理及多端柔直系統(tǒng)快速恢復(fù)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作策略、交流保護應(yīng)對策略。根據(jù)半波長輸電線路的時空特征，提出半波長線路繼電保護解決方案。
二是運行及分析技術(shù)廣泛應(yīng)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(tǒng)計分析、狀態(tài)檢修、在線監(jiān)視與智能診斷等方面開展研究并取得大量成果。
研究了國分一體化整定、數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)“國分調(diào)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、配電自動化等的影響，提出了繼電保護適應(yīng)性措施和故障判別、切除方案，發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)1項、國網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項。提出了基于繼電保護設(shè)備全過程管理的分析評價體系，并開發(fā)繼電保護統(tǒng)計分析及運行管理應(yīng)用系統(tǒng)。
三是試驗檢測成效顯著。建立規(guī)模化、系統(tǒng)級動態(tài)模擬平臺。建立了完善的繼電保護試驗體系，實驗室具備完整的繼電保護試驗檢測體系。應(yīng)用先進的電磁暫態(tài)實時仿真系統(tǒng)，對大型新型設(shè)備或系統(tǒng)開展有效的仿真分析和試驗驗證。利用實時數(shù)字仿真技術(shù)開展了大量電力系統(tǒng)繼電保護及安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的閉環(huán)實時測試。