论文部分内容阅读
【摘要】随着网络计算机以及人工智能技术的飞跃，电力继电保护进程的脚步将沿着综合自动化技术方面的轨迹趋势而发展壮大。本文从中国目前电力继电保护现状入手，对电力继电保护技术的发展方向、未来发展趋势方面进行了综合阐述。
【关键字】：电力系统；继电保护现状；发展研讨
中图分类号：TM715文献标识码： A 文章编号：
一、前言
作为对电力系统安全运行保驾护航技术的运用，电力系统继电保护在提升国民经济效益方面功不可没。目前，电力系统继电保护中成功运用了对计算机控制技术，使得智能化与网络化成功结合于未来的继电保护技术之中，具有计算机化发展趋势的特点。我国的继电器制造历经六十年的发展研究，从零起步，从小到大，逐渐建立完善了继电保护学科和技术，以及继电器制造方面的专业人才，在不断吸纳国际先进工艺设备和运作技术的基础上，不但拥有独具深厚理论功底和丰富实际运作经验的继电保护专业队伍，还建成了集设计研究、制造加工、运行维修以及教学为一体的理论与实际相结合的继电保护体系。
二、中国目前继电保护的现状
晶体管继电保护迅速发展和广泛运用的年代是上个世纪六十年代至八十年代，在著名的葛洲坝工程中，就成功运用了500 kV 线路，这500 kV 晶体管方向高频保护和晶体管高频闭锁距离保护，来自于南京电力自动化设备厂和天津大学联合研发的最新成果，它的成功运用，标志着500 kV 线路保护只能从外国进口的时代终结了。到了二十世纪七十年代中期，我国开始了对集成电路保护的研究探索。八十年代末期，形成了集成电路保护的完整系列，它将晶体管保护慢慢取替。九十年代初期，占重要地位的仍旧是集成电路保护的研发生产以及运用，这一时期成为集成电路保护的黄金时期。
1984年，输电线路微机保护装置（由原华北电力学院研发）最先经过国家鉴定，并运用于系统之中, 书写了中国继电保护史上的新篇章, 也为微机保护的探索打下了坚实的基础。到了九十年代，中国继电保护技术转向微机保护方面发展，同时取得了长足进步。原理各异、机型也不尽相同的微机线路以及主设备保护各领风骚, 这些继电保护装置在电力系统上成功运用，具有性能优越、功能完备且安全可靠的特点。与此同时，在微机保护软件及算法等领域，许多理论成果也日趋完善。
三、电力系统继电保护发展趋势
1、在计算机方面的运用
根据闻名于世的摩尔定律，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，商品性能会变得越来越好，而价格却变得越来越便宜。单片化及相关功能的大大加强是微处理机发展的具体体现，表现在片内硬件资源得到大量扩充，单片机与DSP 芯片二者在技术上的有机结合，运算方面的效能明显提升和嵌入式网络通信芯片的具体应用等方面。这一系列进步使硬件设计更加简单，性价比的提高使冗余设计有可能实现，为完成具有灵敏化、模块化和提高可靠性优点的通用软硬件平台提供了有利因素。
中国在二零零年的时候，220 kV以及之上的计算机保护率仅为43.99%，线路计算机保护也仅为86%，在二零零三年年底，220 kV 以上系统的计算机保护已达到70.29%，线路的计算机化率也高达97.6%。在实际运行时，计算机保护的正确动作率相较于其他保护的正确动作率显然更高，通常比平均正常动作率高出0.2%－0.3%。得益于电力系统对计算机保护的要求从来不会停止或降低，因此存在于继电保护装置中的计算机化具有不能逆转的势头。除去保护的日常性能外，还应具有可以容纳大量故障信息以及数据的空间，并且能长期存放。必不可少的功能还包括：快捷的数据处理功效，超常的通信功效、还有控制装置与调度联网以及信息和网络资源方面的功能和高级语言编程等。
2、在网络方面的运用
是计算机技术与通信技术、网络技术和微机保护相结合，从而产生了网络保护技术，利用计算机网络来达到众多的保护功能效，例如对线路系统的保护、对变压器的保护以及对母线的保護等等。数据共享是网络保护最重要的利益关注点，这样可以达到本应由光纤保护与高频保护相互配合才可以达到的纵联保护。此外，因为分站保护系统集合了该系统全部断路器的电流量和母线电压量，因此母线保护可以轻易达成，根本不需要额外的母线保护设备。电力系统的网络化继电保护是全新的继电保护装置，也是计算机保护技术前进的最终目的。它是在微机技术、网络通迅技术和计算机保护技术的基础上建立发展起来的，在所有的网络保护系统中，重点是分站保护系统。分站保护系统有两种运行模式：第一种是对现有微机保护装置的合理运用；第二种是对组建的全新系统的合理运用，所有的保护功效果全部由分站系统保护管理机得以达成。出于对继电保护在电网运用方面的重要性考虑,必须针对性地采用安全有效的网络安全控制体系，以保证网络保护系统的安全运用和有效运作。
3 .在智能化方面的运用
由于计算机领域的迅猛发展，计算机技术广泛运用于电力系统继电保护领域, 全新的控制理念与操作方式持续在计算机继电保护中运用，目前，电力系统各个方面都运用了如专家系统方向的人工智能技术、人工网络系统、模糊逻辑以及遗传算法和小波理论，引领着继电保护的探索走向更高层，获得了令人振奋的成果。
因为人工智能技术的持续发展, 许多全新的方式展示于前,促进了在电力系统继电保护中的运用规模，给继电保护的发展加人了新的内容。如何将各有特性的人工智能技术完美结合，降低不确定分子对保护系统的负面影响, 从而使保护系统的可靠性得以提升, 是以后智能保护的发展课题。不过，上述理论自身还存有一些缺陷, 只能在实践中逐步加以完善。我们可以大胆预测,在电力系统的迅猛发展的将来，人工智能化在继电保护方面解决用普通方式无法解决的难题时将会得到全方位的应用推广。
4、在综合自动化方面的运用
对于变电站在监视调节、保护与计量结构装置及系统分裂方面的状态来说，目前的计算机运用技术、网络通信运用技术为之提供了优化分配与组合以及集成系统的基础。一场全新的技术革新将运用于高压和超高压变电站。让继电保护与全方位自动化融汇贯通，让集成与资源融为一体，遥控与信息相互渗透。它的核心装置将是远方终端单元(RTU)以及计算机保护装置,把变电所的操作、信息、测算、收费等回路通通纳入计算机体系，从而取替陈旧的控制保护屏，这就减少了变电所的占地规模以及设备方面的预算，从而让二次系统的安全性有所提高。这种全方位的自动化系统优越于传统二次系统中各专业的界限性与设备的区域性，调整了普通保护装置难以与控制中心互通的弱点。伴随着科学技术全面发展的脚步，功能更完善、智能化更强劲的超高压变电所综合自动化系统，必将在中国电网建设中广泛运用，遍地开花。
四、结束语
继电保护技术在电力系统的飞速发展以及网络计算机和人工智能技术飞越的带动下，启动了新一轮发展的势头，在数据原理方面和应用方面打开了缺口突破了难关，标志着从数字时代向信息化产业时代迈进, 从而进入综合自动化水平的行列。更为严峻的任务摆在了继电保护工作者的面前，也为他们的发展壮大开辟了更为辽阔的前景。
参考文献:
[1] 许建安. 电力系统继电保护 [ M ] . 北京 : 中国水力电力出版社，2005 .
[2] 张宇辉. 电力系统微型计算机继电保护[ M ] . 北京 : 中国电力出版社，2000 .
[3] 陈向东. 电力系统网络型继电保护模式探讨 [ J ] . 电力信息化，2009，7 ( 1) : 382 40 .
[4] 吕卫胜. 人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[ J ] . 山东电力技术，2006，147 ( 1) : 612 63 .
[5]刘旭东. SOA架构的电力生产管理信息系统的设计与实现.电子科技大学2009-05-01.硕士
[6] 胥岱遐，韩天行，梁志成. 电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[ J ] . 中国电力，2008，41 ( 3) : 172 21 .
【关键字】：电力系统；继电保护现状；发展研讨
中图分类号：TM715文献标识码： A 文章编号：
一、前言
作为对电力系统安全运行保驾护航技术的运用，电力系统继电保护在提升国民经济效益方面功不可没。目前，电力系统继电保护中成功运用了对计算机控制技术，使得智能化与网络化成功结合于未来的继电保护技术之中，具有计算机化发展趋势的特点。我国的继电器制造历经六十年的发展研究，从零起步，从小到大，逐渐建立完善了继电保护学科和技术，以及继电器制造方面的专业人才，在不断吸纳国际先进工艺设备和运作技术的基础上，不但拥有独具深厚理论功底和丰富实际运作经验的继电保护专业队伍，还建成了集设计研究、制造加工、运行维修以及教学为一体的理论与实际相结合的继电保护体系。
二、中国目前继电保护的现状
晶体管继电保护迅速发展和广泛运用的年代是上个世纪六十年代至八十年代，在著名的葛洲坝工程中，就成功运用了500 kV 线路，这500 kV 晶体管方向高频保护和晶体管高频闭锁距离保护，来自于南京电力自动化设备厂和天津大学联合研发的最新成果，它的成功运用，标志着500 kV 线路保护只能从外国进口的时代终结了。到了二十世纪七十年代中期，我国开始了对集成电路保护的研究探索。八十年代末期，形成了集成电路保护的完整系列，它将晶体管保护慢慢取替。九十年代初期，占重要地位的仍旧是集成电路保护的研发生产以及运用，这一时期成为集成电路保护的黄金时期。
1984年，输电线路微机保护装置（由原华北电力学院研发）最先经过国家鉴定，并运用于系统之中, 书写了中国继电保护史上的新篇章, 也为微机保护的探索打下了坚实的基础。到了九十年代，中国继电保护技术转向微机保护方面发展，同时取得了长足进步。原理各异、机型也不尽相同的微机线路以及主设备保护各领风骚, 这些继电保护装置在电力系统上成功运用，具有性能优越、功能完备且安全可靠的特点。与此同时，在微机保护软件及算法等领域，许多理论成果也日趋完善。
三、电力系统继电保护发展趋势
1、在计算机方面的运用
根据闻名于世的摩尔定律，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，商品性能会变得越来越好，而价格却变得越来越便宜。单片化及相关功能的大大加强是微处理机发展的具体体现，表现在片内硬件资源得到大量扩充，单片机与DSP 芯片二者在技术上的有机结合，运算方面的效能明显提升和嵌入式网络通信芯片的具体应用等方面。这一系列进步使硬件设计更加简单，性价比的提高使冗余设计有可能实现，为完成具有灵敏化、模块化和提高可靠性优点的通用软硬件平台提供了有利因素。
中国在二零零年的时候，220 kV以及之上的计算机保护率仅为43.99%，线路计算机保护也仅为86%，在二零零三年年底，220 kV 以上系统的计算机保护已达到70.29%，线路的计算机化率也高达97.6%。在实际运行时，计算机保护的正确动作率相较于其他保护的正确动作率显然更高，通常比平均正常动作率高出0.2%－0.3%。得益于电力系统对计算机保护的要求从来不会停止或降低，因此存在于继电保护装置中的计算机化具有不能逆转的势头。除去保护的日常性能外，还应具有可以容纳大量故障信息以及数据的空间，并且能长期存放。必不可少的功能还包括：快捷的数据处理功效，超常的通信功效、还有控制装置与调度联网以及信息和网络资源方面的功能和高级语言编程等。
2、在网络方面的运用
是计算机技术与通信技术、网络技术和微机保护相结合，从而产生了网络保护技术，利用计算机网络来达到众多的保护功能效，例如对线路系统的保护、对变压器的保护以及对母线的保護等等。数据共享是网络保护最重要的利益关注点，这样可以达到本应由光纤保护与高频保护相互配合才可以达到的纵联保护。此外，因为分站保护系统集合了该系统全部断路器的电流量和母线电压量，因此母线保护可以轻易达成，根本不需要额外的母线保护设备。电力系统的网络化继电保护是全新的继电保护装置，也是计算机保护技术前进的最终目的。它是在微机技术、网络通迅技术和计算机保护技术的基础上建立发展起来的，在所有的网络保护系统中，重点是分站保护系统。分站保护系统有两种运行模式：第一种是对现有微机保护装置的合理运用；第二种是对组建的全新系统的合理运用，所有的保护功效果全部由分站系统保护管理机得以达成。出于对继电保护在电网运用方面的重要性考虑,必须针对性地采用安全有效的网络安全控制体系，以保证网络保护系统的安全运用和有效运作。
3 .在智能化方面的运用
由于计算机领域的迅猛发展，计算机技术广泛运用于电力系统继电保护领域, 全新的控制理念与操作方式持续在计算机继电保护中运用，目前，电力系统各个方面都运用了如专家系统方向的人工智能技术、人工网络系统、模糊逻辑以及遗传算法和小波理论，引领着继电保护的探索走向更高层，获得了令人振奋的成果。
因为人工智能技术的持续发展, 许多全新的方式展示于前,促进了在电力系统继电保护中的运用规模，给继电保护的发展加人了新的内容。如何将各有特性的人工智能技术完美结合，降低不确定分子对保护系统的负面影响, 从而使保护系统的可靠性得以提升, 是以后智能保护的发展课题。不过，上述理论自身还存有一些缺陷, 只能在实践中逐步加以完善。我们可以大胆预测,在电力系统的迅猛发展的将来，人工智能化在继电保护方面解决用普通方式无法解决的难题时将会得到全方位的应用推广。
4、在综合自动化方面的运用
对于变电站在监视调节、保护与计量结构装置及系统分裂方面的状态来说，目前的计算机运用技术、网络通信运用技术为之提供了优化分配与组合以及集成系统的基础。一场全新的技术革新将运用于高压和超高压变电站。让继电保护与全方位自动化融汇贯通，让集成与资源融为一体，遥控与信息相互渗透。它的核心装置将是远方终端单元(RTU)以及计算机保护装置,把变电所的操作、信息、测算、收费等回路通通纳入计算机体系，从而取替陈旧的控制保护屏，这就减少了变电所的占地规模以及设备方面的预算，从而让二次系统的安全性有所提高。这种全方位的自动化系统优越于传统二次系统中各专业的界限性与设备的区域性，调整了普通保护装置难以与控制中心互通的弱点。伴随着科学技术全面发展的脚步，功能更完善、智能化更强劲的超高压变电所综合自动化系统，必将在中国电网建设中广泛运用，遍地开花。
四、结束语
继电保护技术在电力系统的飞速发展以及网络计算机和人工智能技术飞越的带动下，启动了新一轮发展的势头，在数据原理方面和应用方面打开了缺口突破了难关，标志着从数字时代向信息化产业时代迈进, 从而进入综合自动化水平的行列。更为严峻的任务摆在了继电保护工作者的面前，也为他们的发展壮大开辟了更为辽阔的前景。
参考文献:
[1] 许建安. 电力系统继电保护 [ M ] . 北京 : 中国水力电力出版社，2005 .
[2] 张宇辉. 电力系统微型计算机继电保护[ M ] . 北京 : 中国电力出版社，2000 .
[3] 陈向东. 电力系统网络型继电保护模式探讨 [ J ] . 电力信息化，2009，7 ( 1) : 382 40 .
[4] 吕卫胜. 人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[ J ] . 山东电力技术，2006，147 ( 1) : 612 63 .
[5]刘旭东. SOA架构的电力生产管理信息系统的设计与实现.电子科技大学2009-05-01.硕士
[6] 胥岱遐，韩天行，梁志成. 电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[ J ] . 中国电力，2008，41 ( 3) : 172 21 .