我国电力系统继电保护现状及发展趋势探讨
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作者: 孔海波
摘 要：本文首先对我国国内电力系统继电保护相关技术的发展做出了简单的梳理，以此为基础着重对我国国内电力系统继电保护相关技术的未来发展进行了探讨。就发展趋势来看，随着计算机技术、网络技术以及人工智能等相关技术的发展，电力系统继电保护下一步的发展方向为综合自动化。
关键词：电力系统；继电保护；发展趋势
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.195
1 引言
想要保障电力系统的安全运行离不开电力系统继电保护技术，它是提高电力系统经济效益的行之有效的技术。随着计算机技术的发展，其相关控制技术不断的被引入到电力系统继电保护之中，这就使得计算机化、网络化、智能化成为了未来电力系统继电保护技术的发展趋势，这也是当前继电保护技术呈现出的几大特点。
我国在吸收国外先进技术的基础上，不断开展继电保护的学科建设，加强技术创新，不断进行人才的培养，从无到有，到如今已经建成了一支不仅具有理论基础同时也拥有丰富经验的人才梯队。经过近60年的不断发展，到现在我国继电保护的体系已经基本形成，能够系统的进行继电保护技术的研发、设计、维护以及教学等各种任务。
2 我国继电保护的发展现状
晶体管继电保护在20世纪60到80年代被广泛采用，相关技术也得到了蓬勃的发展。上世纪70年代，我国已经开始着重研究集成电路保护，主要是基于集成运算放大器方面的研究。到上个世纪80年代，相关技术的研发已经初具规模，基本的体系已经形成，自此，集成电路保护技术逐步取代60年代的晶体管继电保护技术。到上个世纪90年代，集成电路保护技术占据了电路保护的主导地位，相关技术的研发、生成以及应用得到了充分的发展。在计算机继电保护方面，我国从上世纪70年代末就开始了相关的研究，例如1984年输电线路微机保护装置的研发成功，开启了我国国内输电线路微机保护装置的先河，使我国继电保护相关技术迈入了崭新的时代。我国继电保护技术在上世纪90年代就全面进入微机保护的时代。不同机型和不同原理的设备和微机线路被不断的发展和运用，一批又一批性能优异，功能完善的继电保护装置相继投入使用，与此同时相关的理论研究也取得了非常优异的成果，微机保护算法和软件方面相关的研究得到了充分的发展。
3 电力系统继电保护发展趋势
3.1 计算机化
根据摩尔定律，计算机芯片上的集成度每隔18至24个月就会翻一番，也就是说计算机性能在成倍提高的同时，其价格同时却在不断的降低。目前，微处理机技术也在不断的发展，主要体现为不断提高的功能，得到极大扩充的硬件资源，以及不断融合的相关技术，这就使得微处理机的运算性能得到了显著的增强同时其功能也不断的得到了极大的丰富，诸如嵌入式网络通信芯片等技术的研发。这些技术的不断发展，使得冗余设计成为可能，相关的设计也变得更加方便、快捷和灵活。
在2000年我国国内220kV及以上系统的微机电力保护覆盖率为44.9%，线路微机保护已经超过85%，至2008年底，我国220kV以上系统的微机保护覆盖率已经提高到75.3%，线路的微机化覆盖率为已经高达98.1%。也就说，这几年来，我国电力保护技术得到了充分的运用，可靠性能不断提高，因为在实际的运行过程中，微机保护的正确动作率要显著的高于其他保护技术0.2至0.3个百分点。
继电保护装置的一个重要的发展趋势就是计算机化，它是未来继电保护发展的一个重要特点。就目前的发展趋势而言，电力系统微机保护技术已经呈现出如下特点：要求更大容量的储存空间用来存放故障信息、要求更强大处理功能用来继续快速的数据处理、要求更强大的通讯功能用来和其他保护、控制装置进行数据共享。
3.2 网络化
电力系统网络保护是相关技术融合的产物，包括计算机、通信、网络、微机保护等相关技术，各种技术通过计算机网络进行融合，从而实现对电力系统的种种保护功能，网络化的最大优点就是可以进行数据共享，从而可以使高频保护得到实现。继电保护装置的另一个重要的发展趋势就是网络化，它以计算机、网络、通行等相关技术为基础。网络保护系统最大的优点是可以采取简单却又十分可靠的拓扑结构，诸如总线结构、环形结构、星形结构等可以实现各个市电力系统的保护。
一般来说有两种模式的分站保护系统，第一是现有微机保护的利用，第二就是重新组建新的系统，分站系统保护管理机可以实现各种保护功能。正因为在电网中继电保护具有的很大的重要性，所以必须要确保网络保护系统安全的运行，也因此需要采取相关的安全控制策略。
3.3 智能化
伴随着计算机技术的快速发展，其技术也不断被应用到电力系统继电保护的领域，产生了新的控制方法和原理。尤其是人工神经网络模糊逻辑、、遗传算法、等理论发展使得人工智能技术的不断提高，其运用的领域也越来越广，使得继电保护的研究迈向更高的层次，各种新技术不断得到应用。举例开说，目前较新的是，运用人工神经网络来判别电力系统的故障类型、测定电力系统故障距离、、保护电力系统主设备等。使用这样的神经网络，只要样本足够详细，就能在出现故障时自动判别，及时处理。
伴随着人工智能的发展，各种新的方法、技术层出不穷，不论从应用的范围和深度来说，其在电力系统继电保护中的运用都得到了进一步的提高，也使得继电保护领域充满了活力。通过人工智能来分析、判断、确定电力系统的故障，从而达到对继电系统的保护，相关技术的融合是未来的一大发展趋势。相比于其广大的应用前景，目前我国在人工智能的应用方面还处于初步阶段，需要进一步的丰富理论研究，进一步完善相关技术的应用。相信随着计算机技术、通信技术等相关技术的发展，可以推测，未来通过人工智能技术传统的电力系统保护的难题会不断得到解决，在操作方面也会变得更加智能和方便。
3.4 综合自动化
目前，高压、超高压变电站正经历了一场技术的创新浪潮，其原因离不开现代计算机、通信以及网络技术的发展，相关技术的推进从根本上改变了目前电站的监视、控制和保护。综合自动化在继电保护中不断融合，具体可以体现为功能的集成以及信息、资源共享，实现智能控制。通过使用远方终端单元，可以实现电站信息的测量、控制以及统计，相关信息可以全部纳入到计算机系统中，取代了传统的控制保护屏，不仅能降低电站的占地面积同时还能降低电站的设备投资，
同时其可靠性也得到进一步提高。
综合自动化系统取消了传统的二次系统各专业之间的界限以及设备的划分，可以实现保护装置与控制中心的自动通信，使得继电保护迈入了新的层次，这也是未来电站技术发展的一种趋势。随着相关技术的发展，拥有更加齐全的功能、更高程度的智能化、更完善的保护系统的综合自动化系统，在未来一定会不断出现，并且不断被应用到我国的电网建设之中，会使得我国的电网技术达到暂新的水平。
4 结语
随着计算机、网络、人工智能等相关技术的发展，电力系统的继电保护技术一定会不断更新不断发展。理论和应用方面的研究，会使得继电保护技术的原理不断得到突破，在应用层面也将不断得到改革。从数字化到信息化以及综合自动化，任重而道远，需要我们广大的继电保护工作者奉献自己的一份力量。
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作者简介：孔海波（1983-），男，山东曲阜人，硕士，工程师，研究方向：电气工程领域。
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