智能电网环境下的继电保护.pdf

第４１卷第２期２０１３年１月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶ＿ｏ１．４１ＮＯ．２Ｊａｎ．１６．２０１３智能电网环境下的继电保护王增平，姜宪国，张执超，张晋芳２刘国平（１．新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京１０２２０６；２．国网能源研究院，北京１０００５２）摘要：智能电网是我国电力工业发展的新方向，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，需要积极适应电网变革。介绍了我国智能电网建设的特殊问题，包括跨区域交直流复杂电网、新能源电力的调度控制和就地平衡以及需求侧对电网的支持响应等方面。分析了超／特高压输电、电子器件渗透和网络拓扑异变对继电保护造成的影响，指出继电保护的几个关键研究方向以及新形势下研究应用广域保护的重要意义。最后对广域保护的概念、功能定位和系统构成模式进行讨论，并分析了广域保护主要算法的原理和特点。关键词：智能电网；新能源电力；网络拓４ｌ－；继电保护；广域保护ＲｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｓｍａｒｔｇｒｉｄＷＡＮＧＺｅｎｇ．ｐｉｎｇ，ＪＩＡＮＧＸｉａｎ．ｇｕｏ，ＺＨＡＮＧＺｈｉ．ｃｈａｏ，ＺＨＡＮＧＪｉｎ．ｆａｎｇ，ＬＩＵＧｕｏ－ｐｉｎｇ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｌｔｅｒｎａｔｅＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅｓ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００５２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｍａｒｔｇｒｉｄｉｓａｎｅｗｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎＣｈｉｎａ．Ａｓｔｈｅｆｉｒｓｔｄｅｆｅｎｓｅｌｉｎｅｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍｕｓｔａｄａｐｔｔｈｅｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｓｏｍｅｓｐｅｃｉａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｓｍａｒｔｇｒｉｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｃｌｕｄｅｃｏｍｐｌｅｘｃｒｏｓｓ－ｒｅｇｉｏｎａｌＡＣ／ＤＣｐｏｗｅｒｇｒｉｄ，ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｌｏｃａｌｂａｌａｎｃｅｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙｐｏｗｅｒ，ａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｄｅｍａｎｄｓｉｄｅｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓｆｏｒｒｅｌａｙｉｎｇ，ｓｕｃｈａｓＵＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓｐｅｎｅｔｒｍｉｏｎａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙ，ａｒｅａｌｓｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｓｅｖｅｒａｌｋｅｙｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｓｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｆｅａｔｕｒｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ。ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄｍｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５０８３７００２）ａｎｄＮｍｉｏｎａｌＰｒｏｇｒａｍｏｎＫｅｙＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔ（９７３Ｐｒｏｇｒａｍ）（Ｎｏ．２０１２ＣＢ２１５２ｏ０）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔｇｒｉｄ；ｎｅｗｅｎｅｒｇｙｐｏｗｅｒ；ｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙ；ｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ中图分类号：ＴＭ７７文献标识码：Ａ———文章编号：１６７４３４１５（２０１３）０２００１３０６０引言智能电网之】的提出和建设是２１世纪电力工业的新举创，是世界范围内应对能源环境问题和提升电网运行质量的有力措施。在我国智能电网发展具有如下特征：发电方面，我国发电装机中以燃煤火电机组占主要比重，而一次化石能源供需缺口拉大、环境污染严重的问题正日益突出，需要积极开发风电、太阳能等可再生能源电力，优化能源供应结构，基金项目：国家自然科学基金重点项目（５０８３７００２）；国家重点基础研究发展计划项目（９７３项目）（２０１２ＣＢ２１５２００）；高等学校博士学科点专项科研基金项目（２０１１００３６１１０００３）降低节能减排压力；输电方面，我国能源与负荷呈逆向分布，能源中心和负荷中心之间相距上千公里，需要建设超／特高压跨区域输电网络，实现能源资源的优化配置，提高经济效益；配用电方面，随着分布式电源接入，配网由单电源模式转变为多电源模式，潮流分布发生了很大变化，智能用电服务的推广增加了电网与用户之间的双向互动，电能消费方式出现了转变。智能电网的建设影响了我国电力系统发、输、配、用各个环节，给作为电网安全运行第一道防线的继电保护带来了挑战，传统保护存在的诸多不足逐渐暴露。同时智能电网先进的信息系统也为继电保护的发展提供了良好的机遇，应该积极利用以构电力系统保护与控制建更加合理可靠的保护系统，适应电网变革。本文介绍了我国智能电网建设面临的特殊问题，分析了超／特高压输电、电子器件渗透和网络拓扑异变给继电保护带来的影响，指出广域保护是新形势下保障电网安全运行的重要手段。最后对广域保护的概念、功能定位、系统构成模式进行了讨论，并分析了广域保护主要算法的原理和特点。１我国智能电网建设面临的特殊问题近年来在政策鼓励和社会需求双重助力推动下智能电网得到了大力的发展，尤其表现在超特高压电网投运、大规模新能源并网和智能配用电方面，同时智能电网的建设也面临着一些特殊问题口曲Ｊ。１．１远距离、交直流混合、超／特高压输电构成的大电网我国能源与负荷呈逆向分布，煤炭、水力和风能等资源主要分布在西部和北部地区，而用电负荷集中在中、东部地区和南部沿海地区，中间相隔上千公里，从客观上决定了需要采取远距离、交直流混合、超／特高压的输电方式实现能源资源的优化配置。然而随着电网规模日益复杂，其安全问题也更加突出。电力系统越庞大，事故发生概率越高，且大型互联电力系统在增强输电能力的同时也激生了由局部扰动衍生为全局故障的潜在威胁，数次大停电事故证明了这一个威胁的高发性。直流输电传输容量大，线路走廊利用率高，社会综合效益突出，但交直流系统的相互作用也会给交直流线路的控制和继电保护造成影响，需要加以考虑。１．２波动性新能源电力以规模化接入电网为主要利用方式新能源发电的目的是优化能源供应结构，减少电力系统对一次化石能源的消耗。２０１１年底我国风电机组并网容量达４５０００ＭＷ，太阳能发电并网容量达２１４０ＭＷ，新能源全年总发电量超过９００亿ｋＷｈ。以风电、太阳能电源为代表的新能源电力与负荷间呈现逆向分布的特点，且以规模化接入电网为主要利用方式。新能源电力具有间歇性、随机性和可调度性差的特点，在电网接纳能力不足的情况下，会给电力系统的安全稳定造成威胁。新能源电力并网时，线路中的潮流会发生较大变化，进而影响电网有功和无功功率的分布，增加了系统控制难度。所采用的逆变设备和大量的电力电子设备会产生一定的谐波分量和直流分量，接入系统后会影响电能质量，还可能导致保护和自动装置误动作。另外，与常规电源相比，新能源电力运行控制方式有较大区别，给常规暂态稳定控制措施带来挑战。１．３新能源电力缺少就地平衡的互补电源我国总体上缺少与新能源电力互补的可快速调节的电源，如水电站和燃气电站。新能源电力波动性大、难以稳定输出，如果缺少足够的就地互补电源，则会出现以下问题：已建成的新能源装机无法充分并网，风电弃风现象严重；新能源接入后为了达到电力供需平衡，燃煤机组需要频繁调整出力，运行工况变化大，造成设备老化加快和发电煤耗增加；此外新能源电力并网造成的系统调峰容量下降还会降低电网安全裕度。因此要尽量实现新能源电力的就地平衡，根据实际条件，应积极探索风、光、水、气、火、储组合的优化互补方案，以减少波动性输出对整个系统的影响。１．４配电网发展相对滞后，缺少需求侧对电网的支持响应能力配电网直接面向用户，是保证供电质量、提高运行效率的关键环节。长期以来我国采用单向的电力供应消费模式，电网和用户之间缺乏有效互动，“”导致负荷峰谷差额大，用电负荷率低。建设智能配用电系统，加强电网与用户的双向互动，调动用户积极性，能够有效提升发输电效率，降低电力投资，节约社会资源。例如通过开展用电激励机制，使电动车采用白天行驶、夜间充电的运行方式，有利于电网的峰谷平衡，改善电网负荷特性，减少为维持电网低负荷运转而产生的调峰费用。此外，大量分布式电源接入后，配电网应该具有满足用户向电网反向送电的能力，为了应对配电网由单电源模式向多电源模式的转变，配网保护及控制技术也要进行相应调整。２继电保护面临的挑战和机遇在智能电网快速发展的新形势下，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，也同时面临着挑战和机遇Ｊ。２．１继电保护面临的挑战２．１．１大电网、超／特高压对继电保护提出了更高要求超／特高压互联大电网是智能电网中的重要特征之一，也对继电保护产生了一定影响：１）特高压电网故障时谐波分量大，非周期分量衰减缓慢，暂态过程明显，影响保护动作的可靠性和快速性；电流、电压互感器在暂态下的传变特性更差，故障状态转换时容易造成保护误动作；２）超／特高压长线路分布电容对电流差动保护王增平，等智能电网环境下的继电保护．１５．和按集中参数模型构成的保护产生不利影响；３）同塔双回或多回线路的跨线故障以及互感和线路参数不平衡会对保护造成影响；４）变压器保护利用谐波含量区分内部故障与励磁涌流的难度增大；５）电网间的相互影响使故障特性更为复杂，故障计算误差增加；６）对继电保护设备，要求具有更高的可靠性、安全性和电磁兼容能力。２．１．２电力电子设备对故障电流造成影响智能电网的建设使一次系统中出现了大量电力电子设备，这些设备使电网短路电流的特征和分布发生了质的变化：１）ＦＡＣＴＳ元件的安装位置、投入运行与否以及所涉及参数的调整变化会对电网短路电流的特征和分布产生影响；２）直流输电系统的控制和保护问题仍然很突出，交、直流系统的故障会互相影响；３）风机类型、风机的工作状态、风机所采用的控制方法、故障类型以及风电场的弱电源特征是影响风电接入电力系统故障电流的几个重要因素，会对不同时段的保护以及选相功能等产生影响。２．１．３继电保护需要和电网的控制策略相协调配合ＦＡＣＴＳ元件的大量应用、直流输电工程投入运行，以及规模化风电场、光伏电站的并网运行使得电网的继电保护必须与这些设备或元件的控制策略进行协调和配合。其中包括ＦＡＣＴＳ元件的保护与控制及其与系统保护的协调配合；直流输电系统的控制与保护，以及交直流混联系统保护的协调与配合；风电、光伏电站的并网控制对接入系统保护的影响；此外电网一、二、三道防线之间的协调配合也需要考虑。２．１．４网络拓扑和运行方式多变使定值配合式保护失去了生存环境目前以光纤差动为代表的主保护已臻于完善，然而受电网运行方式和网络拓扑影响的传统后备保护却面临很多困难。为保证其可靠性，不得不按照最严酷的情况进行配置和整定，为了保证其选择性，不能不牺牲后备保护的快速性和灵敏性。传统后备保护仅利用本地信息并考虑相互配合实现后备功能的构成模式，在解决适应网络拓扑和运行方式多变问题方面已经捉襟见肘，众多大停电事故也表明，传统后备保护由于本身的局限性，在系统崩溃中扮演了推波助澜的角色。传统后备保护的问题具体表现为：１）整定配合复杂，动作时间长，有可能不满足系统稳定所需切除时间，威胁电网安全；２）受系统运行方式影响大，不能跟踪适应运行方式变化，保护的选择性和灵敏性难以兼顾；３）不能很好区分区内故障和故障切除后引起的潮流转移过负荷，易造成连锁跳闸。２．２智能电网建设给继电保护带来机遇智能电网的发展也为新型继电保护的研究应用提供了平台。信息采集方面，我国自１９９６年起开始构建实时动态监测系统，截止目前我国所有５００ｋＶ变电站和大部分２２０ｋＶ的变电站都安装了同步相量测量单元（ＰＭＵ），广域测量系统（ＷＭＡＳ）已具规模。Ｓ／ＰＭＵ能够实现广域电网的在线同步测量，数据更新速度可缩短到几十毫秒，能够用于实现基于同步信息的继电保护功能。信息通信方面，目前我国电网５００ｋＶ及以上的光纤覆盖率达到了１ｏ０％，２２０ｋＶ覆盖率为９９．２％，１１０ｋＶ覆盖率为９３％，形成了以光纤为主要介质，以分层分级自愈环网为主要特征的电力通信专网。基于ＩＥＣ６１８５０标准的数字化变电站实现了站内一次设备的数字化和二次装置的网络化，全站具有统一的标准平台，能够方便地实现信息共享和互操作。保护需要的高速、实时、可靠的信息通信条件已经具备。除各种电气量信息外，智能电网的信息平台还将包括局放监测、覆冰监测、雷电监测等多种信息系统。如何将多处多类型信息作用于电网继电保护领域，进而克服传统继电保护存在的问题，使保护“”变得更加聪明，成为继电保护进一步研究的课题和发展方向。３继电保护重点研究的内容在智能电网快速发展的大环境下，继电保护必须顺应电网变革，以更好地保障电网运行。当前需要重点研究的内容包括单元件保护和广域保护两个方向。３．１单元件保护的研究内容单元件保护的对象包括发电机、变压器以及交直流线路等，主要是对传统元件保护的改良和新原理算法的研究。１）发电机保护方面，需要重点关注内部短路，特别是匝间短路保护，在保护方案设计、整定计算、灵敏度校验等方面需要进一步的精确化；后备保护中的过激磁、反时限过流等保护的判据需要与实际机组的承受能力相匹配；定、转子一点接地保护的可靠性；失磁、失步保护与电网保护的有效配合以及超大容量机组保护运行的特殊性等方面也有待深入研究。电力系统保护与控制２）变压器保护方面，励磁涌流识别仍然是关注的焦点，因励磁涌流所存在的非线性、随机性、混淆性以及多样性特征，使得目前解决方案并非完美无缺，变压器内部故障分析计算和保护新原理仍是研究的重点。３）交流线路保护方面，距离保护易受高阻接地影响，系统振荡中再发生短路时应对不足，躲过负荷能力较弱；应用于同杆并架双回线时，受所利用电气量范围的限制以及跨线故障和零序互感等因素影响，存在选相失败和故障测距误差大的问题。４）直流线路保护方面，作为主保护的行波保护应用时仍然存在着受故障产生行波信号的不确定性（故障初始角、波速以及母线接线方式的影响）、线路两端非线性元件的动态时延、采样率限制以及过渡电阻影响等问题的制约。３．２广域保护广域保护［１ｏ－ｌｌＪ是近年来继电保护领域的研究热点，以高速实时的信息通信为平台，将多点多类型信息纳入保护系统，从根本上革新了继电保护的配置方式，能够显著提升继电保护的动作性能。下文将对其做进一步的介绍。４广域保护研究４．１广域保护的概念受软硬件技术的限制，一直以来继电保护所利用信息主要为单端量和双端量两种，信息位置主要为被保护设备自身信息。随着电网运行环境日益复杂，传统保护原理由于信息量少，反应故障的角度单一，其不足逐渐暴露，而智能电网的发展又为实现多信息化继电保护搭建了平台，广域保护成为了新形势下继电保护发展的重点方向。广域保护融合与故障有关的多点、多类型信息，通过对信息的综合判断，实现开放／闭锁保护、调整保护动作特性、制定跳闸策略等功能。由于检测故障的角度更加全面，使保护在适应系统运行方式变化、减少保护对定值依赖、克服过负荷和振荡影响，以及提升保护动作速度等方面有更加良好的表现。４，２广域保护的功能定位广域保护的定位应该以承担后备保护功能为重点。主要基于三个原因：１）元件主保护对快速性有很高要求，广域保护通过多信息交互和集中判断来实现，若作为主保护在快速性方面没有优势；２）目前电网主保护以电流差动保护和方向／距离纵联保护为主，具有绝对选择性，保护性能相对完善，不需要通过广域的方式来实现；３）传统后备保护以单端量原理为主，ＯＨ２．１．４所述，其整定配合复杂、动作延时长、适应性运行方式变化能力差、过负荷易误动等缺陷成为了大电网的安全隐患，已直接和间接地导致了数次大停电事故的发生，急需予以革新。因此，从可行性和必要性两方面出发，广域保护更适合承担后备保护功能，而主保护仍然随被保护设备独立分散配置。当然，这并不妨碍广域保护在原主保护检修等特殊情况下临时充当主保护，以及在某些场合中作为第二套主保护配置。４．３广域后备保护的构成模式广域后备保护系统有三种构成模式，即广域集中式、ＩＥＤ分布式以及站域集中与区域分布相配合的模式，三种模式分别具有不同的特点。４．３．１广域集中式如图１所示，广域集中式决策主机位于系统某中心站，其覆盖范围为整个区域电网，所包含厂站可以达到数十个甚至更多，以被保护设备为基本单元，通过直接集中全部信息进行故障判断。这种模式信息集中规模最大，检测故障角度最全面，同时对保护主机安全性和处理能力的要求最高。（呆，ＪＷＡＮ－‘Ｊ▲一ｆ、、，。．、、域屡ＺＡＮ土、Ｅ垒］图１广域集中式Ｆｉｇ．１Ｍｏｄｅｏｆｗｉｄｅａｒｅａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ４－３．２ＩＥＤ分布式图２为ＩＥＤ分布式结构，该模式的决策单元为分布在各被保护设备处的ＩＥＤ元件，各ＩＥＤ采集本地信息并与相关ＩＥＤ进行信息交互完成保护功能。这种系统层图２ｌ印分布式Ｆｉｇ．２ＭｏｄｅｏｆＩＥＤｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ王增平，等智能电网环境下的继电保护．１７．模式的优点在于保护构成方式灵活，适应能力强，对单一决策元件依赖度低，而其缺点在于信息交互总量大、保护配置复杂、对通信条件要求高。４Ｉ３．３站域集中与区域分布相配合的模式图３为站域集中与区域分布相配合的模式，此种模式同时包含了站域保护功能和区域保护功能。站域保护实现站内元件的后备保护功能，由设置在每一个厂站的站域主机集中本站各元件信息完成，各站同时作为区域保护子站构成分布式系统。区域保护主要针对站间联络线故障，由相关站域主机交互信息进行判断，同时对站内元件提供远后备功能。图３站域集中与区域分布相配合的模式Ｆｉｇ．３Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎａｒｅａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｃｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ与广域集中式相比，站域区域相配合的模式对主站运算能力和主站安全性要求较低，通信延时短，交互信息相关度高；与ＩＥＤ分布式相比，其信息交互和判断故障机制简单，故障识别的重复工作少，利于后备保护向配置简单化的方向发展。站域区域相配合的模式在合理性和可行性方面均有优势，是目前一种比较理想的广域后备保护系统构成方式。４．４广域后备保护的主要算法广域后备保护判断故障元件的算法大致可以分为两类，即基于同步电气量的故障元件识别算法和基于间接量信息的故障元件识别算法。４．４．１基于同步电气量的故障元件识别算法广域电流差动属于同步量故障元件识别算法中的一类，是传统元件电流差动的拓展，具有可靠性和灵敏度高、受振荡和过渡电阻影响小等优点。在具体“”实现上也有多种形式，如通过大圆套小圆ｌｌｚＪ的方式提高故障判断的可靠性；或首先利用故障后电网各节点正序故障分量电压进行故障粗定位，然后再用电流差动原理进一步选出故障元件引，从而有效提高保护判断的速度和准确度。由于广域电流差动性能优越，在电网中有同步条件时是构成保护的首选原理。同步量算法的另一类是结合电网参数通过电气量推算判断故障，如文献［１４．１５１分别构造故障关联因子和故障匹配度识别故障支路，所形成的保护不受系统运行方式变化和过负荷影响。该类算法能够基于稀疏ＰＭＵ布点实现，可以配合广域电流差动使用，以提高保护可靠性。同步量算法中还有一类＂Ｊ是根据故障发生后各测点受故障影响程度不同以及包含的故障信息不同，利用数学统计分析理论提取其中的故障特征加以分析归类，从而实现故障区域划分和故障元件识别。该类算法的特点是能够快速处理大量数据，“”尤其适合实现故障粗定位。４．４．２基于间接量信息的故障元件识别算法间接量是采用不同位置处方向、距离、电流等元件输出的信息，利用信息之间存在的关联性、一致性和互补性识别故障元件，具有无需同步采样、构成原理简单、交互数据量小和容错能力强等优点。如文献［１８］提出了基于专家系统的广域后备保护算法，通过对各种传统原理的保护赋予动作系数，在故障后将各保护的动作系数相加得出所研究对象的动作系数，并制定规则进行判断，体现了综合信息判断故障以提升保护性能的思想。该类算法适应各种模式的广域保护系统，可以独立承担保护功能或与其他保护原理配合使用。５结论智能电网的建设影响了我国电力系统发、输、配、用各个环节，使继电保护的运行环境发生了显著变化，对保护提出了更高要求。同时智能电网搭建了先进的信息平台，继电保护具备了集成广域信息的条件，有望通过转变实现方式大幅度提升保护性能。因此，智能电网下继电保护的主要研究内容可分为两个方面：１）对传统发电机、变压器、交／直流线路等设备的保护原理进行改进，消除单元件保护存在的老问题；２）开发基于多处、多类型信息的广域保护系统，重点承担电网后备保护功能，实现可靠性更高、动作快速、配置简单和适应能力强的目标，保障电网安全运行。参考文献［１］毕天姝，刘素梅，ＮｏｕｒｅｄｉｎｅＨａｄｊｓａｉｄ．智能电网含义及共性技术探讨ｆＪ］．华北电力大学学报：自然科学版，２０１１，３８（２）：１－９．——ＢＩＴｉａｎｓｈｕ，ＬＩＵＳｕｍｅｉ，ＮｏｕｒｅｄｉｎｅＨａｄｊｓａｉｄ．Ｔｈｅｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｏｆｓｍａｒｔｇｒｉｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｕｎｔｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃ．１８．电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ，２０１１，３８（２）：１．９．［２］李乃湖，倪以信，孙舒捷．智能电网及其关键技术综述［Ｊ１．南方电网技术，２０１０，４（３）：１－７．ＬＩＮａｉ．ｈｕ．ＮＩＹｉ－ｘｉｎ，ＳＵＮＳｈｕ－ｊｉｅ．Ｓｕｒｖｅｙｏｎｓｍａｒｔｇｒｉｄａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［Ｊ］．ＳｏｕｔｈｅｒｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，４（３）：１－７．［３］坚强智能电网研究工作组．自主创新、国际领先坚强智能电网综合研究报告［Ｒ］．北京：国家电网公司，２００９．［４］中国储能网．刘振亚在２０１１智能电网国际论坛的发言全文【ＥＢ／ＯＬ］．【２０１１．０９－２８］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｓｃｎ．ｃｏｒｎ．ｃｎ／２０１１／Ｏ９２８／５Ｏ５６８．ｈｔｍ１．［５］程瑜，翟娜娜．面向智能电网的峰谷分时电价评估［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２１）：１９６．２１４．ＣＨＥＮＧＹｕ，ＺＨＡＩＮａ－ｎａ．ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＴＯＵｐｒｉｃｅｏｒｉｅｎｔｅｄｔｏｓｍａｒｔｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２１）：１９６－２１４．［６］曾鸣，李红林，薛松，等．系统安全背景下未来智能电网建设关键技术发展方向一印度大停电事故深层次原因分析及对中国电力工业的启示［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１２，３２（２５）：１７５．１８１，２４．—ＺＥＮＧＭｉｎｇ，ＬＩＨｏｎｇｌｉｎ，ＸＵＥＳｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｆｕｔｕｒｅｓｍａｒｔｇｒｉｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｅｃｕｒｉｔｙ：ａｖｉｅｗｏｆｂｌａｃｋｏｕｔｉｎＩｎｄｉａａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｌｉｇｈｔｍｅｎｔｔｏｐｏｗｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］—ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１２，３２（２５）：１７５１８１，２４．［７］李斌，薄志谦．面向智能电网的保护控制系统［Ｊ］．电力系统自动化。２００９，３３（２０）：７－１２．—ＬＩＢｉｎ．ＢＯＺｈｉｑｉａｎ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｍａｒｔｇｒｉｄ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００９，３３（２０）：７－１２．［８］邵宝珠，王优胤，宋丹．智能电网对继电保护发展的影响［Ｊ］．东北电力技术，２００９，３３（２０）：７－１２．—ＳＨＡＯＢａｏｚｈｕ，ＷＡＮＧＹｏｕ－ｙｉｎ，ＳＯＮＧＤａｎ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｙｓｍａｒｔｇｒｉｄ［Ｊ］．ＮｏｒｔｈＥａｓｔＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，３３（２０）：７．１２．［９］张保会，郝治国．智能电网继电保护研究的进展（二）一保护配合方式的发展［Ｊ］．电力自动化设备，２０１０，２０１０，３Ｏ（２）：１－４．ＺＨＡＮＧＢａｏ－ｈｕｉ，ＨＡＯＺｈｉ－ｇｕｏ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｓｍａｒｔｇｒｉｄ（２）：ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２０１０，３０（２）：１－４．［１０３丁伟，何奔腾，王慧芳，等．广域继电保护系统研究综述［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１２，４Ｏ（１）：１４５．１５５．ＤＩＮＧＷｅｉ，ＨＥＢｅｎ．ｔｅｎｇ，ＷＡＮＧＨｕｉ．ｆａｎｇ．ｅｔａ１．—Ｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｗｉｄｅａｒｅａｒｅｌａｙｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１２，４０（１）：１４５－１５５．［１１］尹项根，李振兴，刘颖彤，等．广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１２，‘４０（５）：１９．—ＹＩＮＸｉａｎｇｇｅｎ，ＬＩＺｈｅｎ－ｘｉｎｇ，ＬＩＵＹｉｎｇ－ｔｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｎｗｉｄｅａｒｅａｒｅｌａｙｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｆａｕｌｔｅｌｅｍｅｎｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１２，４０（５）：１－９．［１２］ＴａｎｇＪ，ＭｃＬａｒｅｎＰＧ．Ａｗｉｄｅａｒｅａｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｂａｃｋｕｐｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｓｈｉｐｂｏａｒｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２００６，２１（３１：１１８３．１１９０．［１３］ＥｉｓｓａＭＭ，ＭａｓｏｕｄＭＥ，ＥｌａｎｗａｒＭＭＭ．Ａｎｏｖｅｌｂａｃｋｕｐｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｇｒｉｄｓｕｓｉｎｇｐｈａｓｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｉｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎ—ＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２０１０，２５（１）：２７０２７８．［１４］马静，李金龙，王增平，等．基于故障关联因子的新型广域后备保护［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１０，３０（３１）：１Ｏ０．１０７．—ＭＡＪｉｎｇ，ＬＩＪｉｎ－ｌｏｎｇ，ＷＡＮＧＺｅｎｇｐｉｎｇ，ｅｔａ１．Ｗｉｄｅａｒｅａｂａｃｋｕｐｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｆａｕｌｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ［Ｊ］．—ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１０，３０（３１）：１００１０７．［１５］马静，李金龙，叶东华，等．基于故障匹配度的广域后备保护新原理［Ｊ］．电力系统自动化，２０１０，３４（２０）：５５．５９．—ＭＡＪｉｎｇ，ＬＩＪｉｎｌｏｎｇ，ＹＥＤｏｎｇ・ｈｕａ，ｅｔａ１．Ａｎｏｖｅｌｗｉｄｅａｒｅａｂａｃｋｕｐｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｂａｓｅｄｏｎｆａｕｌｔｍａｔｃｈｉｎｇｄｅｇｒｅｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０１０，—３４（２０）：５５５９．———［１６］ＷＡＮＧＺｅｎｇｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｇａｎｇ．Ｂａｙｅｓ．ｂａｓｅｄｆａｕｌｔｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｗｉｄｅａｒｅａｂａｃｋｕｐｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，１２（１）：９１－９６．［１７］张亚刚．基于广域信息的电力系统故障元件定位方法研究【Ｄ】．北京：华北电力大学，２０１１．ＺＨＡＮＧＹａ－ｇａｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆａｕｌｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｏｎｗｉｄｅａｒｅａｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１．［１８］ＴａｎＪＣ，ＣｒｏｓｓｌｅｙＰＡ，ＫｉｒｓｃｈｅｎＤ，ｅｔａ１．Ａｎｅｘｐｅｒｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｂａｃｋｕｐｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２０００，１５（２）：５０８．５１４．收稿日期：２０１２－１Ｏ一２０作者简介：王增平（１９６４一），男，博士，教授，博士生导师，从事—电力系统自动化、继电保护等方面的研究；Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｚｐ１１０３＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ姜宪国（１９８６一），男，博士研究生，从事电力系统广域保护研究；张执超（１９７７一），男，博士研究生，从事电力系统紧急控制研究。