新型电力系统保护新技术研究与实践报告

今天分享的是储能系列深度研究报告：《 新型电力系统保护新技术研究与实践报告 》。（报告出品方：国电南瑞 ）

1.1 新型电力系统形态

在未来相当长时间内，交流电技术仍为技术基础。高比例新能源、高比例电力电子设备接入是电网基本特征。

1.2 新型电力系统保护面临的挑战

新能源及电力电子设备的弱支撑性和低抗扰性导致故障响应过程不确定性更强、连锁反应风险突出，对继电保护灵敏、快速、可靠切除故障提出更高要求。

同时，大量电力电子设备接入导致故障特征发生深刻变化，颠覆了传统基于同步机特性的继电保护理论基础，现有交流继电保护原理难以适应，保护动作性能严重下降。

2.1 研究内容

基于新型电力系统故障特征，分析现有保护的可靠性、灵敏性、速动性问题，并提出线路距离保护、差动保护和变压器差动保护性能提升技术。

2.2 距离保护可靠性提升技术

传统比相式距离保护利用工作电压和极化电压的角差判别内外部故障。同步机电源情况下，内外部故障区分明显;全功率型变流器电源情况下，近区正反向相间故障时，动作性能受电力电子控制策略影响，存在拒动和误动风险。

同步机系统线路发生相间故障时，正序电压与正序电流之间的夹角接近90度;而在全功率型换流器电源送出线路中，该夹角取决于电力电子器件无功和有功输出的比值，当全发有功时，夹角接近于0度，距离保护拒动或误动风险最大。

结合方向元件可避免距离保护拒动、误动问题，但相间故障时，负序电流抑制导致负序功率万向不可用，零序功率方向也不可用。暂态自然响应阶段的故障量不受电力电子控制影响，因此可利用故障初瞬自然响应阶段时域信息，构建快速变化量方向判别元件。

结合方向判别结果自适应调整距离保护动作范围，构成结合暂态信息的自适应距离保护方法，保证距离保护正确动作，解决了新能源或柔直送出交流线路距离保护拒动或误动问题。完整版《新型电力系统保护新技术研究与实践报告 》来源于公众号：百家全行业报告 研究报告内容节选如下