【南瑞集团】新型电力系统继电保护技术探索与展望报告

近日，智能电网保护和运行控制国家重点实验室发布了《新型电力系统继电保护技术探索与展望》报告。这份报告深入探讨了新型电力系统形态下继电保护技术面临的挑战，并展望了未来的技术发展。报告指出，随着新能源的大规模接入和电力电子设备的广泛应用，传统的继电保护技术正面临重大挑战，需要探索新的技术以适应新型电力系统的需求。报告中详细分析了新型电力系统的故障特征、继电保护技术的挑战，并提出了一系列新技术探索的方向，为电力系统安全稳定运行提供了宝贵的参考。这份报告不仅涵盖了丰富的技术细节，还提供了对未来电力系统保护技术的深刻洞见，对于行业专家和决策者来说，是一份极具价值的资料。

新型电力系统继电保护技术探索与展望

随着全球能源结构的转型，新能源逐渐成为电力供应的主体，新型电力系统正在形成。这种系统以新能源为供应主体，实现电力脱碳，支撑电能广泛替代，服务全社会降碳脱碳，并发挥电网互联优势，实现各类发电资源的共享和互济。然而，新型电力系统的构建也带来了继电保护技术的挑战。

新型电力系统形态下，设备脆弱性、故障连锁性增强，对继电保护提出更高要求。故障特征将发生深刻变化，现有继电保护体系面临严峻挑战。例如，新能源集中/分布接入电网，电力电子设备发挥重要作用，故障形态发生深刻变化，分布式电源影响配电网，适应新故障形态保障设备和系统安全运行，继电保护责任重大。

在新型电力系统中，故障规律分析和共性特征提取困难。光伏故障暂态特性分析显示，随着电压跌落深度变小，支撑电压的无功电流减小，并在系统容量许可的范围内输出一定的有功电流，故障期间的电流相位对比无故障时的电流相位差值随之减少。当发生不对称故障时，暂态过程中的负序电流尖峰随着跌落深度增加明显增大，随着逆变器负序电流抑制策略的介入，负序电流经过控制器闭环动态调节后，实现有效抑制。

双馈风机故障暂态特性分析也表明，随着电压跌落深度变小，支撑电压的无功电流减小并在系统容量许可的范围内输出一定的有功电流，故障期间的交流电流相位对比无故障时的电流相位差值随之减少。这些特性对继电保护技术提出了新的挑战。

面对这些挑战，继电保护新技术正在探索中。基于幅相平面的三区域差动保护利用两端电流幅值、相位关系构建基于幅相平面的三区域差动保护，制动区范围仅需考虑线路两侧CT误差、同步误差的影响，解决传统相量差动应用于线路双端均是电力电子设备时，因故障电流受限，穿越性负荷电流占比大导致保护灵敏度不足的问题。

结合暂态信息的自适应距离保护，故障后数mS电气量不受电力电子设备控制策略的影响，基于此构造暂态时域信息的快速方向元件，根据方向信息动态调整距离保护动作特性，解决短路电流源与极化电压源不一致造成距离保护在近区相间短路拒动误动问题。

大型电力变压器主动保护技术思路是变被动为主动，依据变压器内部故障存在着渐进发展过程，通过多学科交叉融合，探索变压器内部故障演化规律、外部扰动对故障表征参量影响机理，构建多物理场多维特征的大型电力变压器主动保护技术，实现变压器早期严重缺陷和轻微故障辨识，提升设备安全运行水平。

展望未来，随着新型电力系统建设的不断演进，不同电源的聚合、新型输电方式的出现，故障规律分析和共性特征提取将更加困难，智能运行方式灵活多变，构建适应新型电力系统的继电保护技术体系任重而道远。我们需要从“依赖”到“不依赖”以构建不依赖电源特性的保护原理为目标，强化主保护寻找内部故障能表征被保护对象拓扑或参数变化的特征量，探索基于时域解析模型、暂态量特异性特征、被保护对象自然边界或构造边界的保护原理。同时，从“被动”到“主动”利用电力电子设备可控性，在满足自身设备安全和系统稳定要求的前提下为保护判别故障创造条件。

这篇文章的灵感来自于《新型电力系统继电保护技术探索与展望》报告。除了这份报告，还有一些同类型的报告，也非常有价值，推荐阅读，这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

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