智能電網(wǎng)與電子式互感器及電力一次設(shè)備在線監(jiān)測

為此， 在PMU /WAMS的基礎(chǔ)上就能實現(xiàn)包括暫態(tài)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性在內(nèi)的動態(tài)安全評估。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)危機之前就能立即提出網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、調(diào)整保護定值和穩(wěn)定補救等安全對策。[1]

文獻[1]指出，電網(wǎng)自愈功能的目標(biāo)是：“實時評價電力系統(tǒng)行為，應(yīng)對電力系統(tǒng)可能發(fā)生的各種事件組合、防止大面積停電，并快速從緊急狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。其實現(xiàn)方法，可概括為快速仿真決策、協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制和分布能源(DER, Distributed Energy Resource)集成等3個方面。”

2.2電子式互感器

(1)自愈性智能電網(wǎng)對電子式互感器的要求

自愈性智能電網(wǎng)要求高速和高準(zhǔn)確度的PMU，這樣才能高準(zhǔn)確度進行電網(wǎng)運行參數(shù)(如I、δI、 U、δU、cosφ、f、P、Q )的測量, 監(jiān)控電網(wǎng)的運行。目前常規(guī)電磁式電流互感器鐵芯在電力系統(tǒng)故障狀態(tài)下的鐵芯飽和及磁滯回線，會引起電流測量極其不準(zhǔn)確。從而使PMU/ WAMS的測量也不準(zhǔn)確，嚴(yán)重威脅現(xiàn)代化電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，增加了繼保裝置的復(fù)雜性;抗電磁干擾能力減弱;絕緣技術(shù)、體積、質(zhì)量和價格都隨電壓等級的升高而越來越大;運輸、安裝和維護困難;量測受頻率影響;變電站占地大，成本高等。為此，有必要研發(fā)能克服上述缺點并滿足智能電網(wǎng)要求的新型電子式電流互感器。

這種新型電子式電流互感器要求既快速又高度準(zhǔn)確，并將為現(xiàn)代化大電網(wǎng)的安全可靠和經(jīng)濟運行提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)。它也是電力一次、二次設(shè)備的完美結(jié)合，解決了電網(wǎng)自動化發(fā)展的“瓶頸”。現(xiàn)代化大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制技術(shù)也急需滿足要求的電子式互感器的出現(xiàn)。因此電子式互感器不是一般的對電磁式互感器的升級換代，而是現(xiàn)代化大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的需求。

電網(wǎng)的安全運行要求電力設(shè)備安全可靠。而據(jù)統(tǒng)計，電網(wǎng)中的電力設(shè)備平均每年有1/3的事故都是因為互感器所致，如雷電季節(jié)，打雷或閃電都有可能導(dǎo)致互感器爆炸或燃燒。電子式互感器的使用將大大減少這方面的事故。

電子式互感器是電網(wǎng)一次的重要主設(shè)備，它們擔(dān)負著電網(wǎng)的精確“測量和計量”，以及故障“監(jiān)測”的作用。要求量測的電網(wǎng)運行參數(shù)高度精確;裝置本身應(yīng)具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴Ｋ菫橹悄茈娋W(wǎng)、數(shù)字化繼電保護、電網(wǎng)實時PMU、WAMS、電網(wǎng)快速狀態(tài)估計、電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定監(jiān)控、特高壓輸電線路的電暈測量、電網(wǎng)實時經(jīng)濟調(diào)度、諧波在電網(wǎng)中的應(yīng)用、電網(wǎng)輸電阻塞的緩解(美國)、解決輸電走廊問題的分相輸電技術(shù)、實現(xiàn)準(zhǔn)確的故障測距和緊湊型一次智能設(shè)備等提供可靠保證。對現(xiàn)代電網(wǎng)運行和設(shè)備革命發(fā)揮重要的作用。因此，要求它必須具有高準(zhǔn)確性、快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝阅堋?p>(2)電子式互感器的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)

國際電工委員會和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織近年來也相應(yīng)頒布了有關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)以作為指導(dǎo)。IEC61850協(xié)議是變電站自動化系統(tǒng)建設(shè)的依據(jù)。完全符合IEC61850協(xié)議的一次和二次數(shù)字化設(shè)備的研制和產(chǎn)品化是建設(shè)智能電網(wǎng)的堅實基礎(chǔ)。IEC 61850-5-13規(guī)定了變電站內(nèi)智能電子設(shè)備(IED，Intelligent Electronic Device)的同步標(biāo)準(zhǔn)以及電力系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)值的指標(biāo)，是變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計，電子式互感器及IED的性能研制和生產(chǎn)以及電力部門招標(biāo)必須依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。IEC60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)也是電子式互感器制造檢測和招標(biāo)應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)。我國于2007年1月正式頒布等同于IEC60044-7/8的國家標(biāo)準(zhǔn) GT20840-7/8，并于2007年8月1日起實施。[3]