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一种多分布式电源并网的主动式孤岛检测方法可再生能源、储能等新能源在智能配电网中的渗透率日益提高，其固有的波动性和随机性将对供电质量带来不利影响，给配电网保护控制、运行管理等带来诸多困难。

一、课题来源与背景

可再生能源、储能等新能源在智能配电网中的渗透率日益提高，其固有的波动性和随机性将对供电质量带来不利影响，给配电网保护控制、运行管理等带来诸多困难。同时，新能源并网设备以及柔性配电设备等的加入，更加剧了问题的复杂性。 与本项目技术成果直接相关的科研课题来源包括国家973课题1项、国家863课题3项、中英国际合作项目1项、国家优秀青年基金项目1项、国家自然科学基金面上项目1项、省部级项目3项，与国外企业合作项目2项等。

二、研究目的及意义

本项目围绕“高比例可再生能源配电网保护控制关键技术及应用”这一科学问题开展深入的研究，以期解决可再生能源与配电网的故障保护与协调运行的能力，降低可再生能源接入的配电网运行安全隐患。项目组经过十余年深入研究，解决了高比例可再生能源接入对常规配电网保护以及运行的重要影响和技术难题，对高比例可再生能源接入的配电网运行重要影响、保护新原理以及优化控制方面取得重要的理论技术成果，形成了行业标准，并在我国若干个重要示范工程中得到应用验证，促进了我国可再生能源发展，提升了配电网的供电可靠性和智能化水平。

三、主要论点与论据

1. 高比例可再生能源接入使得配电网呈现出新的故障特性，改变了配电网原有电流保护与控制配置的基础条件，影响了原有控制保护的正确动作。提出了高比例可再生能源配电网的故障分析方法，提出了计及原有三段式电流保护约束的分布式电源准入容量计算方法，提出了考虑纵联差动保护影响的分布式电源准入容量计算方法。

2. 提出了基于本地信息的自适应电流速断保护原理、基于方向纵联保护与过电流保护的分区保护方案、基于广域状态量信息的故障定位方案，提出了分布式电源T接线路后纵联差动保护改进方案，大大改善了保护性能。

3. 对于小容量、不具备孤岛运行能力的分布式电源，提出了基于负载无功—频率曲线的主动式孤岛检测方法：对于大容量、具备孤岛运行能力的分布式电源，提出了基于三角波无功扰动的非破坏性孤岛检测方法。

4. 提出了微电网内储能设备充放电控制策略及混合储能的协调控制方法，提出了一种微电网离网能量平衡控制方法，开发了微电网能量管理系统。提出了利用可再生能源参与配电网无功优化的控制方法，大大节约网络损耗。

四、创见与创新

1. 定量和定性分析了高比例可再生能源配电网故障特性及其对保护控制的影响。

2. 从点、线、面角度系统研究了高比例可再生能源配电网保护原理及保护控制协调策略。

3. 提出了满足不同应用场合要求的可再生能源自身防孤岛保护。

4. 提出了适应微电网运行模式变化的微电网保护方案。

5. 提出了能够保证微电网长期稳定运行的能量管理策略及无功优化控制方法。

五、社会经济效益，存在的问题

通过本项目的实施，项目团队主持或参与编写了新能源接入的智能配电网保护控制相关行业标准建设5项，参与编制了国家能源局能源基金会牵头的《分布式能源智能微网技术与发展报告》与《十二五“微网实施方案建议》两部发展规划报告，为我国可持续能源项目提供了重要方案支撑。另外，主持承办了一系列具有重要影响力的国际学术会议，将高比例可再生能源配电网保护控制领域所取得的研究成果进行了积极推广宣传，在国际上取得了重要的学术影响力。 依托本项目成果研发的新型保护控制装置IDP-831柱上智能配电终端、IDP-821配网保护测控装置、IDP-801配网集中式保护装置、MEMS-8000微电网能量管理系统等在智能配电网中得到实际应用，实现了高比例可再生能源的并网发电、配电系统的故障保护与自愈。研发设备在我国山东济南、浙江杭州、江苏扬州、镇江多个省市的配电网得到推广应用，创造了巨大的经济效益和社会效益。