【摘 要】研究主要针对自适应继电保护技术在电力系统中的重要意义和研究背景，对现有技术存在的问题和发展现状进行分析。研究基于智能算法的自适应保护判据优化、通信技术融合升级和与自动化系统协同优化等方法，旨在提高自适应继电保护在电力工程中的应用水平，保证电力系统的安全、稳定和高效运行，具有重要的理论和实际意义。

【关键词】电力电气工程；自适应继电保护技术；优化设计；智能算法

引言

随着我国经济的迅速发展，社会用电需求不断增加，电网规模越来越大，结构也越来越复杂。截至2023年底，我国电网规模已跃居世界第一，特高压输电线路遍布全国。电网短路故障、过电压、设备老化等故障频发，严重威胁电网安全稳定运行。继电保护在电网出现故障或异常工况时，对故障设备进行快速动作，并保证其正常运行。自适应继电保护是继电保护领域中一项前沿技术，它能根据电网运行状态的变化自动调整保护参数及动作特性，在灵敏度、选择性、可靠性等方面比传统的继电保护技术具有更高的灵敏度、选择性和可靠性。然而，随着新能源大规模接入和直流输电的迅猛发展，现有自适应继电保护技术已不能满足日益增长的电网安全性要求，亟须对其进行优化设计。

一、自适应继电保护技术概述

自适应继电保护技术是在对电力系统运行状态进行实时监控分析的基础上，根据系统参数、运行模式等的变化，对继电保护的动作特性及参数进行自动调整。该技术的核心思想就是利用安装在电网各个节点上的传感器，实时获取电气量信息，如电流、电压、功率等。保护装置通过对采集的数据进行处理、分析，判断电网运行状况。当系统出现故障时，保护装置根据预先确定的算法及规则，并结合系统当前的工作状态，对保护的整定值、动作时限等参数进行自动调节，从而实现对故障的快速准确消除[1]。

例如，当线路运行方式发生变化时，传统的继电保护整定方法可能不能与新的运行条件相适应，易出现误动、拒动等问题。而自适应继电保护装置能对线路负荷的变化、电源的接入等情况进行实时监测，并对保护整定值进行自动调整，以保证新的运行模式下的可靠动作。

二、电力电气工程中自适应继电保护技术存在的问题

（一）保护判据局限性

现有的自适应继电保护判据大都是建立在传统的电参量分析基础上，如电流、电压幅值及相位等。传统的判据在复杂的电力系统中都有其局限性。例如，当系统出现振荡时，电流、电压幅值及相位都有一定的周期性变化，极易造成保护误动作。此外，随着新能源大规模接入，电网故障特征发生变化，传统判据已很难对其进行准确识别，影响其可靠性。

（二）通信技术制约

自适应继电保护技术的发展有赖于一种快速可靠的通信网，以实现保护信息的实时共享与交互。但是，目前的电力系统中存在着通信延时和数据丢失等问题。广域继电保护系统中，由于远距离的通信，会造成信息的传输延时，从而影响保护设备的动作速度。当通信网络受到电磁干扰、网络攻击等因素影响时，保护信息的传输会出现中断或错误，从而导致保护设备不能正常工作。

（三）与自动化系统协同不足

随着电力系统自动化水平的不断提高，继电保护系统需要与能源管理系统、配电自动化系统等其他自动化系统协同工作。但是，现有的自适应继电保护技术和自动化系统之间还存在着信息交互不畅和功能不够协调的问题。例如，继电保护动作后，故障信息不能准确地反馈到能源管理系统，致使系统不能在故障发生后快速调整与恢复，从而影响电网的整体运行效率。

（四）硬件设备性能有待提升

针对电力系统复杂运行的特点，提出一种新的自适应保护方案。但目前存在的主要问题是数据采集单元采集精度低、速度慢，不能精确地获取快速变化的电气量；继电保护装置由于运算能力不足，在处理大量数据、复杂算法时反应速度慢，影响保护动作的及时性[2]。

三、电力电气工程中自适应继电保护技术的优化设计

（一）基于智能算法的保护判据优化

1.神经网络算法应用

神经网络凭借其卓越的非线性映射和自主学习特性，能够有效应对复杂电力系统中的各类非线性问题。在继电保护领域，出现了基于神经网络的自适应保护判据优化方法。以卷积神经网络为例，该方法能够对故障电流与电压波形进行特征提取和深入分析，从而准确辨识故障类型，显著提升保护判据的精确度与可靠性[3]。在某地区电网的仿真测试中，采用该判据使得故障识别成功率由原来的85%提升至95%。