杨国生:标准化及就地保护装置前景广阔
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标准化及就地保护装置前景广阔
——访中国电力科学研究院有限公司继电保护研究所教授级高级工程师杨国生
中国电力新闻网见习记者 邓恢平
随着我国电网建设交直流混合输电技术的广泛应用，配电网自动化程度的不断提高以及电力电子化发展的逐渐深入，对继电保护的装置、方式、理念也提出了新要求和新挑战。近日，中国电力报记者就新时期我国继电保护市场情况、技术发展趋势以及前沿技术研究等问题采访了中国电力科学研究院有限公司继电保护研究所教授级高级工程师杨国生。
中国电力报：目前国内继电保护市场情况如何？
杨国生：截至2017年底，国家电网公司系统220千伏及以上交流系统（含西藏110千伏系统）继电保护装置共有17.2万余台，同比2016年增加7.33%,其中500千伏及以上电压等级保护设备增幅超过10%。220千伏及以上交流系统保护装置的微机化率自2015年起已达到100%，线路保护双重化率达到100%。
近年来，国家电网公司持续推进保护装置统一规范化、标准化方面的工作，随着交直流混联电网的不断建设，以及配电网的建设与提升，全电压等级系列的统一标准化装置将得到广泛应用。同时，随着科技的发展和新技术的应用，国家电网公司牵头组织研发了就地化保护装置，经专业检测并挂网试运行，已进入全面挂网试运行阶段。新型统一标准化的装置及就地化保护的应用具有广阔的市场容量和前景。
中国电力报：您认为继电保护的发展趋势是怎样的？
杨国生：继电保护的发展有一个完整的层次化保护技术体系和路线，坚持强化主保护，优化后备保护的技术原则，包括就地、站域、广域保护，各层级协同形成覆盖从电力系统一次设备到电网的完善保护。
就地配置与一次设备对应的线路、元件等保护装置的主保护、后备保护构成了就地的保护层，实现电气设备故障快速识别与有效隔离。站域层采集站内多间隔信息，对距离保护、失灵保护等多类型后备保护实现基于多间隔信息的性能优化，提升后备保护的动作速度和配合度，使站内保护的整体速动型、选择性、可靠性得到优化提升。
广域层保护实现基于多站、广域范围的信息采集和保护功能逻辑，对电网后备保护的整体性能进行优化提升，实现广域范围内的有效远后备保护，消除部分极端情况下的故障风险。
交直流保护设备硬件高性能、标准化，基本功能逻辑规范化、智能化，通讯规约标准化会成为一个发展趋势，通过标准化、规范化，使得装置在基本功能、性能上达到要求，易于维护和检修，保障装置可靠运行，为电网安全奠定基础。
以“采样数字化、保护就地化、元件保护专网化、信息共享化”为特征的就地化保护，采用高集成度一体化板卡、高可靠防护装置、标准化连接器、元件保护高可靠专用网络等关键技术，提升了继电保护速动性和可靠性，也将成为电网运行的需要。
随着电网规模扩大，运行方式多变，后备保护配合日益复杂。大电网安全稳定运行对部分后备保护提出了更高的性能要求，要求保护动作更快速、配合配置更优化、运行整定更智能。优化的远后备保护配置、应用多间隔信息的站域保护等将获得进一步的应用。
同时，大量在电网运行的保护装置的健康状态、运行状态、有效性等需开展监视、评价与分析。通过装置的可靠运行，为大电网的故障阻断、预警和及时隔离提供支撑，可提升电网安全稳定运行水平，此类技术也将获得广泛应用。
中国电力报：继电保护研究所新的研究成果有哪些？对继电保护的发展有何规划？
杨国生：一是理论创新取得突破。针对特高压交流输电线路、变压器、电抗器等电气设备，解决了线路分布电容大、励磁涌流特征复杂、有载调压变保护死区等技术难题；提出在电压平面上识别过负荷与故障的理论方法。
针对柔性多端直流、特高压直流分层等新型直流输电方式，研究提出了柔直线路保护原理及多端柔直系统快速恢复策略、特高压直流分层接入下直流保护原理及多层次逐级动作策略、交流保护应对策略。根据半波长输电线路的时空特征，提出半波长线路继电保护解决方案。
二是运行及分析技术广泛应用。在一体化整定计算、分布式电源接入电网技术以及统计分析、状态检修、在线监视与智能诊断等方面开展研究并取得大量成果。
研究了国分一体化整定、数据融合关键技术，开发“国分调一体化整定计算平台”。研究了分布式电源接入配电网对继电保护及重合闸、备自投、配电自动化等的影响，提出了继电保护适应性措施和故障判别、切除方案，发布国家标准1项、国网企业标准3项。提出了基于继电保护设备全过程管理的分析评价体系，并开发继电保护统计分析及运行管理应用系统。
三是试验检测成效显著。建立规模化、系统级动态模拟平台。建立了完善的继电保护试验体系，实验室具备完整的继电保护试验检测体系。应用先进的电磁暂态实时仿真系统，对大型新型设备或系统开展有效的仿真分析和试验验证。利用实时数字仿真技术开展了大量电力系统继电保护及安全稳定控制系统的闭环实时测试。
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