繼電保護發展應適應電網特性變化

——訪北京四方繼保自動化股份有限公司副總裁、總工程師秦紅霞

中國電力新聞網 記者 鄧恢平

日前，國家發展改革委發布了《產業結構調整指導目錄 （2019年本，征求意見稿）》。其中，“繼電保護技術、電網運行安全監控信息技術開發與應用”被列入電力領域鼓勵類目錄的第11條。近日，北京四方繼保自動化股份有限公司副總裁、總工程師秦紅霞就當前繼電保護技術熱點問題接受了中國電力報記者采訪。

記者：您如何看待繼電保護技術入選鼓勵類目錄？

秦紅霞：將繼電保護技術列入電力領域鼓勵類目錄中，一方面充分肯定了繼電保護在電力領域舉足輕重的地位，為繼電保護行業持續健康發展指明了方向。另一面，近年來，大數據、云計算、物聯網、移動互聯、人工智能等技術日新月異，“互聯網+”“三型兩網”等相繼提出并實踐，賦予　 了繼電保護新的使命，繼電保護應充分汲取相關技術才能適應新形勢的發展。

記者：電網外部環境的不斷變化給繼電保護帶來哪些影響？未來最大挑戰、技術攻關方向各是什么？

秦紅霞：隨著我國電網的快速發展，交直流混聯格局已逐步形成，清潔能源并網容量持續增長，新技術、新裝備不斷得到應用，電網故障復雜化、全局化特征日趨明顯，對繼電保護技術提出了新的挑戰。

目前，傳統保護原理的研究已接近極限，繼電保護的發展應適應電網特性變化、支撐調度運行和智能運維三方面發展。

一是電網架構越來越復雜，按間隔配置的保護裝置，由于獲取信息先天性不足，保護整定配合困難，可采用基于站域和廣域信息的保護技術。二是運維智能化，基于物聯網和移動互聯網構建智能化運維體系，豐富信息化單兵裝備，提高運維效率和工作質量。三是管理信息化，應用大數據、物聯網、移動互聯網等信息技術，推動管理信息化，實現“經驗評估”向“量化評估”“人工整定”向“智能整定”“離線分析”向“在線分析”的跨越。

未來繼電保護最大挑戰和技術攻關方向，主要在三個方面：一是對于傳統交流電網，繼電保護技術已日臻成熟，但是隨著交直流混聯電網的形成，若直流近區發生開關故障拒動和電流互感器(TA)死區故障等故障，導致故障切除延時過長，將引發多回直流連續兩次以上換相失敗，巨大功率沖擊導致送端電網存在崩潰風險，需要進一步提升交流保護對電網特性變化的適應性。

二是后備保護性能亟待提升，一旦出　 現全站直流電源消失等極端情況，故障只能依靠遠后備保護清除，動作時間長，如果故障發生在直流近區，將引發多回特高壓直流同時換相失敗，導致系統發生災難性后果，需要進一步提升系統性保護架構。

三是隨著投運設備數量的逐年迅速增長，供電可靠性要求的不斷提升，給設備智能化運維也帶來了挑戰和機遇，結合“云大物移智”等新技術，提升保護設備的智能化運維技術也迫在眉睫。

記者：當前，就地化保護等新理念不斷被提出，這對繼保設備的設計有何影響？

秦紅霞：隨著電網規模的不斷擴大，單一故障全局化特征越來越明顯，對繼電保護的可靠性、快速性、運行狀態多變的適應性等提出了極其嚴苛的要求，保護誤動或拒動都可能導致災難性后果。繼電保護應主動適應電網發展和外部環境變化，在創新發展的同時，應始終堅持繼電保護 “四性”不動搖，挑戰與機遇并存。

就地化保護等新思想、新理念的提出，是繼電保護新技術發展方向進行的有益嘗試。對裝置研發能力的提高、生產工藝的改進、運行檢修模式的變革和設備管理水平的提升等都起到積極促進作用，有力地推動了行業技術進步。

目前，就地化保護設備在散熱設計、電磁兼容設計、低功耗設計、高防護設計等方面取得一定突破；在極寒、高溫、鹽霧、冰凍、雨雪、強電磁干擾等復雜環境的適應性進行了針對性的技術研究，并進行了現場工程試點，在現場運維等方面還有待長期　 運行考驗。

記者：您認為國家電網公司提出的“三型兩網”建設對繼電保護技術和產品將帶來哪些新要求和新變化？

秦紅霞：對繼電保護將帶來兩方面的變化，一是繼電保護裝置送出自身采集、感知的被保護對象信息，實現設備本體及運行的深度感知、風險預警和全景展示，提升狀態感知的及時性、主動性和準確性。二是通過身份識別技術，將保護裝置自身運行、健康狀態信息輸出，提升保護裝置運行風險智能管控、綜合運行狀態的全面精準評價及精益化高效運維。

記者：當前國內外繼電保護市場情況如何？

秦紅霞：國產微機保護經過十多年的發展，使得進口設備的占有率由90％下降至5%左右。在國家電網公司和南方電網公司，國產設備市場占有率達到99%以上。當前，我國微機繼電保護技術從保護原理、裝備制造、運行檢修等方面已達到國際領先水平，實現了從中國制造到中國引領的飛躍發展。

國外市場方面，主要以西門子、ABB、GE、Alstom等歐美老牌企業產品為主，占據大部分市場份額。近年來，我國繼電保護品牌也逐步打開海外市場，在東南亞和非洲國家具有較高的市場占有率。縱觀全球，發達國家和一些發展中國家的繼電保護設備普遍比較陳舊和落后，更新換代的市場需求持續存在，我國有成熟可靠的繼電保護技術和現場工程實施經驗，未來國產繼電保護設備在國外還有很大的市場提升空間。