“當前，數字化繼電保護呈現高集成度、高可靠性、高防護性的發展趨勢，并且信息化水平不斷提高，滿足新能源、微電網接入等復雜電網條件下的運行需求以及更加經濟高效的建設維護需求，成為了電力行業發展的方向。” 許昌開普檢測研究院股份有限公司總經理李亞萍博士在“2018ABB電力與自動化世界”展會上說道。
隨著物聯網、大數據、云計算、移動互聯、高速芯片技術迅猛發展，數字化保護也定將與時俱進，取得更大的發展。
許昌開普檢測研究院股份有限公司總經理李亞萍博士
李亞萍，博士，教授級高級工程師，中國標準化專家，IEC/TC 95(國際電工委員會繼電保護技術委員會)主席、國家繼電保護及自動化設備質量監督檢驗中心主任、智能微電網控制設備及系統質量監督檢驗中心主任、國家電動汽車充換電系統質量監督檢驗中心主任。
數字化繼電保護獲得長足發展
近日，熱搜榜上“西安停電”受到了廣泛關注。
關注的背后是否應該思考，電力系統安全運行的第一道防線——繼電保護的重要作用。
隨著電網建設擴大升級，電力系統運行方式多變，我國繼電保護將向著更加專業化、智能化、高可靠方向邁進;用電企業也對繼電保護裝置提出了更高的需求。李亞萍博士表示，“在新的運維條件要求下，電網自動化成為主流技術，繼電保護不僅僅只發揮其核心的故障跳閘作用，要承擔更多的智能化和系統化支撐功能。”這為數字化發展奠定了基調。
2003年，由IEC 61850系列標準的發布，為變電站智能電子裝置(IED)的互聯互通提供了完整解決方案。這是第一個致力于變電站智能電子裝置全面實現互操作的通信標準。在IEC 61850標準的基礎上，以合并單元、智能終端為代表的過程層設備不斷發展，走向工程應用，傳統通過電纜傳輸給繼電保護的模擬量、開關量信號開始被光纖傳輸的數字化信號所取代。由此，數字化繼電保護正式走上歷史舞臺。
繼電保護需要長足發展，就需要“標準先行”，在擔任IEC/TC 95主席近10年的工作里，李亞萍博士帶領著國家專家團隊建立了適應智能電網新的繼電保護標準體系，先后制修訂了20多項國際標準，促使具有數字化特征的繼電保護在世界范圍內得到了廣泛的應用和發展。
數字化變電站建設驅動著數字化繼電保護產業呈現出高速發展。數據顯示，目前國家電網的數字化變電站數量已經超過既有變電站數量的21%。根據2017年最新制定的《國家電網公司繼電保護技術發展綱要》，數字化保護即將進入“采樣數字化、保護就地化、元件保護專網化、信息共享化”的新階段。
標準化弧光保護進入快車道
隨著工業用電和居民用電的需求不斷加強，電網容量不斷提升，變電站的數量不斷增加，變電站內開關柜的繼電保護越發重要。
與一般設備的過流、過壓短路故障相比，開關柜內部電弧故障是電力系統中對運行人員和設備安全危害最大的故障。據統計，75%的內部電弧故障發生時涉及人員操作，這不僅會對設備造成毀滅性危害，還會嚴重危害到作業人員安全。“近年來，隨著技術進步，弧光保護的發展也進入快車道”李亞萍博士如是說道，《GB/T 14598.302-2016 弧光保護裝置技術要求》和《NB/T 42076-2016 弧光保護裝置》兩項標準相繼發布，行業應用前景光明。
李亞萍博士介紹說，“在剛剛結束的德國法蘭克福 IEC/TC 95全會，與會的世界各國專家一致決議將弧光保護納入未來的數字化標準體系中。”作為弧光保護裝置研究開發的先行者，ABB基于IEC 61850 GOOSE通信功能的弧光保護以及其他數字化保護在工業領域和鐵道交通領域取得了出色的應用業績，同時，也為電力系統繼電保護國際標準化方面做出了貢獻。
技術前沿 數字化弧光保護方案應用廣泛
在“2018ABB電力與自動化世界”展會中，ABB展示了數字化弧光保護方案，這款保護方案是以ABB的Relion600系列保護為基礎，以IEC61850組建數字化保護網絡。在網絡內部作為接點的保護裝置實時分享數據，同時也分享它們對于當前狀態的判斷。所以當故障出現時它不是依靠一個裝置判斷故障而是靠保護之間的信息分享共同做出判斷。由于IEC 61850/GOOSE的快速連接，在保持相同的響應速度的同時，在成本、可靠性、工程配置等方面更顯優勢。
李亞萍博士對ABB數字化弧光保護方案進行了中肯的點評：“弧光保護方案是通過弧光傳感器作為判據來判斷故障進而采取保護措施的新型繼電保護，滿足繼電保護的四個基本要求，也就是保護的選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。從這幾點上看，在某些特殊場景下，光特征確實可以更早地幫助我們發現故障、從而隔離故障。同時，結合IEC 61850快速可靠的連接，讓數據在多個裝置之間快速交換，可以更加提高設備判斷故障的‘四性’，這是一個很大的創新和突破。”
目前，數字化弧光保護方案已成功應用于天津北疆電廠(1000MW機組)、京能五間房電廠(1000MW機組)、廣東甲湖灣電廠(600MW機組)。在這個快速變化的能源世界，電力工業安全穩定運行依然是國民生活的重中之重，數字化弧光保護為電力保證要求較高的行業用戶及合作伙伴的安全用電和高效生產提供堅實保障，為數字化時代下的繼電保護增添創新動能。
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