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一種多分布式電源併網的主動式孤島檢測方法可再生能源、儲能等新能源在智能配電網中的滲透率日益提高，其固有的波動性和隨機性將對供電質量帶來不利影響，給配電網保護控制、運行管理等帶來諸多困難。

一、課題來源與背景

可再生能源、儲能等新能源在智能配電網中的滲透率日益提高，其固有的波動性和隨機性將對供電質量帶來不利影響，給配電網保護控制、運行管理等帶來諸多困難。同時，新能源併網設備以及柔性配電設備等的加入，更加劇了問題的複雜性。 與本項目技術成果直接相關的科研課題來源包括國家973課題1項、國家863課題3項、中英國際合作項目1項、國家優秀青年基金項目1項、國家自然科學基金面上項目1項、省部級項目3項，與國外企業合作項目2項等。

二、研究目的及意義

本項目圍繞「高比例可再生能源配電網保護控制關鍵技術及應用」這一科學問題開展深入的研究，以期解決可再生能源與配電網的故障保護與協調運行的能力，降低可再生能源接入的配電網運行安全隱患。項目組經過十餘年深入研究，解決了高比例可再生能源接入對常規配電網保護以及運行的重要影響和技術難題，對高比例可再生能源接入的配電網運行重要影響、保護新原理以及優化控制方面取得重要的理論技術成果，形成了行業標準，並在我國若干個重要示範工程中得到應用驗證，促進了我國可再生能源發展，提升了配電網的供電可靠性和智能化水平。

三、主要論點與論據

1. 高比例可再生能源接入使得配電網呈現出新的故障特性，改變了配電網原有電流保護與控制配置的基礎條件，影響了原有控制保護的正確動作。提出了高比例可再生能源配電網的故障分析方法，提出了計及原有三段式電流保護約束的分布式電源准入容量計算方法，提出了考慮縱聯差動保護影響的分布式電源准入容量計算方法。

2. 提出了基於本地信息的自適應電流速斷保護原理、基於方向縱聯保護與過電流保護的分區保護方案、基於廣域狀態量信息的故障定位方案，提出了分布式電源T接線路後縱聯差動保護改進方案，大大改善了保護性能。

3. 對於小容量、不具備孤島運行能力的分布式電源，提出了基於負載無功—頻率曲線的主動式孤島檢測方法：對於大容量、具備孤島運行能力的分布式電源，提出了基於三角波無功擾動的非破壞性孤島檢測方法。

4. 提出了微電網內儲能設備充放電控制策略及混合儲能的協調控制方法，提出了一種微電網離網能量平衡控制方法，開發了微電網能量管理系統。提出了利用可再生能源參與配電網無功優化的控制方法，大大節約網絡損耗。

四、創見與創新

1. 定量和定性分析了高比例可再生能源配電網故障特性及其對保護控制的影響。

2. 從點、線、面角度系統研究了高比例可再生能源配電網保護原理及保護控制協調策略。

3. 提出了滿足不同應用場合要求的可再生能源自身防孤島保護。

4. 提出了適應微電網運行模式變化的微電網保護方案。

5. 提出了能夠保證微電網長期穩定運行的能量管理策略及無功優化控制方法。

五、社會經濟效益，存在的問題

通過本項目的實施，項目團隊主持或參與編寫了新能源接入的智能配電網保護控制相關行業標準建設5項，參與編制了國家能源局能源基金會牽頭的《分布式能源智能微網技術與發展報告》與《十二五「微網實施方案建議》兩部發展規劃報告，為我國可持續能源項目提供了重要方案支撐。另外，主持承辦了一系列具有重要影響力的國際學術會議，將高比例可再生能源配電網保護控制領域所取得的研究成果進行了積極推廣宣傳，在國際上取得了重要的學術影響力。 依託本項目成果研發的新型保護控制裝置IDP-831柱上智能配電終端、IDP-821配網保護測控裝置、IDP-801配網集中式保護裝置、MEMS-8000微電網能量管理系統等在智能配電網中得到實際應用，實現了高比例可再生能源的併網發電、配電系統的故障保護與自愈。研發設備在我國山東濟南、浙江杭州、江蘇揚州、鎮江多個省市的配電網得到推廣應用，創造了巨大的經濟效益和社會效益。