新型电力系统继电保护技术探索与展望报告_41页_4mb

新型电力系统形态与继电保护技术挑战总结

新型电力系统是我国实现“双碳”目标的必然选择，其形态以新能源为供应主体，支撑电能广泛替代，实现各类发电资源的共享和互济。2020年我国电力结构中煤电占比66.54%，实现碳中和需推动电力脱碳，2060年预计电能消费占比将达70%以上。

当前电力系统正面临三大挑战：

1. 光伏、风机等新能源的故障特性与传统系统差异显著，其故障暂态过程可分为暂态自然响应、控制器暂态响应、动态响应和稳态控制四个阶段。
2. 控制策略影响下，传统基于同步机特性的保护原理不再适用，导致距离保护、差动保护等面临灵敏度不足、方向误判等问题。
3. 分布式新能源接入配电网络后，拓扑结构复杂，故障隔离难度增大，增加了故障定位和消除的难度。

为应对挑战，研究了多项新型保护技术：

1. 提出三区域差动保护方法，通过增设模糊区提升差动保护的灵敏度。
2. 利用主磁通估算和时频特征，开发励磁涌流识别和变压器主动保护技术，实现早期故障预警。
3. 结合5G通信建设智能分布式馈线自动化系统，通过高频差动保护实现故障快速隔离，增强保护系统响应能力。

总体而言，新型电力系统建设对继电保护技术提出了更高要求。未来研究应从依赖电源特性向不依赖特性转变，从被动防护向主动监控转变，通过构建灵活适配的故障场景验证平台，持续提高保护系统的适应性和可靠性。

面对新型电力系统发展带来的待解决挑战，我们需要从依赖传统电源特性向不依赖特性过渡，探索利用高频脉冲电流、超声特征气体及数值仿真技术实现设备主动感知与保护响应。同时，应充分应用现代通信技术提升配电网络的智能化水平，构建能够适应电网形态深刻变化的全新型继电保护技术体系。