【摘  要】随着国家电网智能化、多元化的发展，越来越多的新技术应用于供电系统中，例如分布式电源成为低碳电力系统的关键性技术应用，光纤测量技术有效提高了电力设备测量结果的精确度。这些新技术的应用虽然极大促进了电网智能化发展，但是也对电力系统的保护技术提出了更高的要求，本文以电力系统保护技术作为研究对象，首先介绍分布式电源以及光纤测量技术的发展现状，然后分析基于分布式电源的继电保护工作原理，还有在变压器中光纤传感技术的具体应用，具有一定的理论参考价值。

【关键词】分布式电源;光纤测量技术;继电保护;在线检测

引言

推进现代电力系统高效安全运行一直是国家电网所提倡的发展路线，这也是未来国家电网发展的必然趋势。随着相关技术的快速发展，有许多新技术开始应用于实际电力系统运行中，这些技术可以总结概括为五类：传感与测量技术，该技术是实现电力系统自动化、智能化的重要环节，这类技术可以大致分为两类：广域测量系统和其它监测系统，这些系统都是通过各种传感器的配合工作来实现的;高级电力设施，该技术在未来智能电网中扮演着至关重要的角色，有一部分已经得到广泛使用例如微电子技术、电力电子技术等等，还有的技术尚在开发阶段还存在着许多缺陷例如超导技术、储能技术等等;智能化决策技术，未来电力系统的结构和功能会越来越复杂，依靠操作人员进行决策容易出现失误，计算机根据对电力系统的实时监控就可以实现系统控制的精确性和全面性;集成通信技术，通信设备是智能电网运行的基础，通讯设备的高集成度可以保证系统设计的高效，并且模块式的通信设备也便于保养和更换;优先级控制技术，借助互联网和高级控制算法对电力系统的运行状态进行分析和评估，对系统可能发生的故障事件进行优先处理，并且根据各区域的电能需要合理进行分配。

1.智能电网新技术

1.1分布式电源

分布式电源可以简单定义为分布在配电网以及用电负荷附近的发电设备，可以高效稳定地发电。分布式电源可以看做是辅助性的供电设备，在某些区域供电能力不足或者供电距离过长时，就可以考虑采用分布式电源，分布式电源主要包括风力发电、太阳能发电、微型燃气轮机、燃料电池等等。在我国西北地区某些地区距离供电网络过远，采用风力发电就是最为经济合理的供电方式，在某些情况下分布式电源还可以为配电网供电，分布式电源相较于传统火力发电具有以下三个优点：

绿色环保，这是分布式电源最大的优点，首先分布式电源采用的发电方式都是采用清洁能源或者可再生能源，相较于火力发电极大减少了有害气体的排放。其次分布式电源大多设置在供电用户附近，有效减少了远距离高压电线建设的费用以及高压电线可能产生的电磁辐射;经济可靠，分布式电源的建设相较于高压输电线路的成本更低而且不存在由电线内阻产生的线损，分布式电源的发电机组规格都是中小型便于检修，而且各个电站相互独立不会出现大规模停电事故;灵活多变，分布式电源占地资源较少建设周期较短，可以快速解决地区电力短缺问题，而且可以根据实际用电需要设计发电机组的组合。

1.2光纤传感技术

半导体技术的快速发展带动了微电子技术以及传感器的快速发展，同时也带动了数字化检测技术的发展，对电气系统的运行状态进行实时检测是实现智能电网发展的基础，在线检测系统可以有效预防电网故障的发生，同时也提高了系统运行的安全性与可靠性，光纤传感技术相较于传统的传感器具有明显的优势，首先光纤既是传感介质也是数据载体，对数据测量的灵敏度极高;其次光纤本身具有优良的抗电磁干扰能力，非常适用于电力系统这种具有电磁干扰的环境;光纤传感可以实现广范围、长距离的分布式测量，并且光纤本身是有石英制造而成的，具有稳定的化学性质，耐高温耐腐蚀适用于各种环境。

在国外光纤传感技术主要应用于电力系统温度以及应变等物理量的测量，取得了良好的应用效果，但是在我国光纤传感技术在电力系统中的应用尚处于初级阶段，因为我国各区域地理环境差异性极大，为了适应不同的输电环境采用不同规格的输电线路，而且在某些区域存在极强的电磁干扰，所以光纤传感技术只能限制在极小区域内，大范围的铺设光纤传感器成本过高。

2.电力系统保护技术应用

2.1分布式电源继电保护

在国家电网中，分布式电源通常是与60KV以下电压等级并网运行，所以会存在分布式电源和配电网的互相影响问题，具体表现在以下几个方面：分布式电源必须要配合原有配电网中的继电保护系统，单独设置独立的继电保护系统不利于供电管理;会使继电器保护区缩小，由于分布式电源的并网可能会导致原有电网的输出功率减小，进而缩小继电器保护区;会使继电保护装置误动作，如果继电器不具有方向敏感性，当并联线路出现故障时就可能导致该线路的继电器误动作;可能导致重合闸失效，如果重合闸重合时间早于分布式电源切断时间，分布式电源会产生高压电弧导致重合失效。

分布式电源的并网会增加下游线路的保护范围但是会失去继电保护的选择性，同时也会缩减上游线路的保护范围。分布式电源的接入对短路电流有促进作用，改变了原有线路中短路电流的大小和方向，这就有可能使继电保护装置产生误动作，对配电网的正常运行有较大的影响，有研究人员提出过限制分布式电源容量的办法来减小短路电流对原有线路的影响，具体通过增加短路阻抗的办法来限制短路电流，但是当负荷电流增大时电网线损也增加了，现在最主流的解决办法是将限流器和分布式电源配合接入电网，这虽然解决了短路电流的影响问题，但是电能传输的损耗依旧存在，所以正在推进超导限流器的研发工作。

2.2变压器光纤传感在线检测技术

变压器在配电网中起到承上启下的作用，是电力系统安全稳定运行的重要环节，但是根据权威统计表明变压器故障导致全线停电事故占据所有停电事故的43%，变压器的主要故障表现为绕组变形，这是由于变压器具有一定的带故障运行能力，当初级绕组受到短时间的短路电流冲击时，变压器不会引起保护动作，变压器可以暂时性地维持运行，但是如果没有及时处理这类故障，在多次短路电流冲击之后就会导致绕组变形。现有的绕组变形测量方法有三种：低压脉冲法、频响法、短路阻抗法。这三种方法只有在绕组出现明显變形时才会发挥相应的效果，所以依靠这些方法对变压器进行实时监控是不现实的。

采用光纤传感技术对变压器进行实时监控从技术角度来讲是可行的，因为变压器本身在工作过程中会产生强烈的电磁场，采用一般的传感器进行测量显然会产生较大误差，有研究人员已经成功采用双时域布里渊光时域反射系统实现了对500KV变压器的绝缘性能在线监测，对变压器的在线监测研究具有重大意义，采用合适的方法来实现对变压器的绕组变形在线监测，不仅可以有效降低电力系统运行过程中出现故障的概率，而且在线监测可以实时追踪变压器的元部件运行状态并及时进行更换，维持变压器安全稳定的运行延长使用寿命，当变压器出现明显的绕组变形时只能更换全新的变压器，增加了电力系统的运行成本。

参考文献

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[3]祝视，曾小辉，魏培，龙伟.分布式光纤传感技术在电力系统中的应用分析[J].湖南电力，2019，39（06）：1-4.

作者简介：赵梓程（1990.11-），男，彝族，云南昆明人，全日制大学本科，电气工程及其自动化毕业，主要从事电力系统运行维护相关工作。