楊國生:標準化及就地保護裝置前景廣闊

標準化及就地保護裝置前景廣闊

——訪中國電力科學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

隨著我國電網建設交直流混合輸電技術的廣泛應用，配電網自動化程度的不斷提高以及電力電子化發展的逐漸深入，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期我國繼電保護市場情況、技術發展趨勢以及前沿技術研究等問題采訪了中國電力科學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情況如何?

楊國生：截至2017年底，國家電網公司系統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%，線路保護雙重化率達到100%。

近年來，國家電網公司持續推進保護裝置統一規范化、標準化方面的工作，隨著交直流混聯電網的不斷建設，以及配電網的建設與提升，全電壓等級系列的統一標準化裝置將得到廣泛應用。同時，隨著科技的發展和新技術的應用，國家電網公司牽頭組織研發了就地化保護裝置，經專業檢測并掛網試運行，已進入全面掛網試運行階段。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容量和前景。

中國電力報：您認為繼電保護的發展趨勢是怎樣的?

楊國生：繼電保護的發展有一個完整的層次化保護技術體系和路線，堅持強化主保護，優化后備保護的技術原則，包括就地、站域、廣域保護，各層級協同形成覆蓋從電力系統一次設備到電網的完善保護。

就地配置與一次設備對應的線路、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、失靈保護等多類型后備保護實現基于多間隔信息的性能優化，提升后備保護的動作速度和配合度，使站內保護的整體速動型、選擇性、可靠性得到優化提升。

廣域層保護實現基于多站、廣域范圍的信息采集和保護功能邏輯，對電網后備保護的整體性能進行優化提升，實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，通訊規約標準化會成為一個發展趨勢，通過標準化、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，為電網安全奠定基礎。

以“采樣數字化、保護就地化、元件保護專網化、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、元件保護高可靠專用網絡等關鍵技術，提升了繼電保護速動性和可靠性，也將成為電網運行的需要。

隨著電網規模擴大，運行方式多變，后備保護配合日益復雜。大電網安全穩定運行對部分后備保護提出了更高的性能要求，要求保護動作更快速、配合配置更優化、運行整定更智能。優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一步的應用。

同時，大量在電網運行的保護裝置的健康狀態、運行狀態、有效性等需開展監視、評價與分析。通過裝置的可靠運行，為大電網的故障阻斷、預警和及時隔離提供支撐，可提升電網安全穩定運行水平，此類技術也將獲得廣泛應用。

中國電力報：繼電保護研究所新的研究成果有哪些?對繼電保護的發展有何規劃?

楊國生：一是理論創新取得突破。針對特高壓交流輸電線路、變壓器、電抗器等電氣設備，解決了線路分布電容大、勵磁涌流特征復雜、有載調壓變保護死區等技術難題;提出在電壓平面上識別過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作策略、交流保護應對策略。根據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廣泛應用。在一體化整定計算、分布式電源接入電網技術以及統計分析、狀態檢修、在線監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、數據融合關鍵技術，開發“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性措施和故障判別、切除方案，發布國家標準1項、國網企業標準3項。提出了基于繼電保護設備全過程管理的分析評價體系，并開發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。建立規模化、系統級動態模擬平臺。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。應用先進的電磁暫態實時仿真系統，對大型新型設備或系統開展有效的仿真分析和試驗驗證。利用實時數字仿真技術開展了大量電力系統繼電保護及安全穩定控制系統的閉環實時測試。