提高複雜電網輸電通道繼電保護裝備靈敏性和適應性的關鍵技術

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提高複雜電網輸電通道繼電保護裝備靈敏性和適應性的關鍵技術電網安全關係國計民生，交流輸電線路長期裸露於戶外，故障比例高（占電網故障總數的90%以上），影響範圍大，線路保護擔負着識別並隔離故障的重要使命。

目錄

一、成果簡介

電網安全關係國計民生，交流輸電線路長期裸露於戶外，故障比例高（占電網故障總數的90%以上），影響範圍大，線路保護擔負着識別並隔離故障的重要使命。隨着大規模新能源及大量電力電子設備接入電網，使得線路結構及故障特性發生深刻變化，導致傳統交流線路保護面臨如下挑戰：

1、新能源電源短路電流受限，大幅降低故障相識別能力，導致線路保護切除非故障線路，擴大事故範圍。

2、高比例新能源接入電網削弱了交流線路故障電流，大幅降低了線路保護識別故障靈敏度。

3、串補電容等電力電子設備接入交流線路，導致內部故障呈現外部故障特徵，造成線路保護無法切除故障。

4、特高壓交流GIL-架空線混合線路結構複雜，現有保護無法準確識別故障區段。

5、同塔交流線路一回線發生縱向故障會引發多條非故障線路連鎖跳閘。以上難題嚴重影響電網安全穩定運行及供電可靠性，亟待解決。 項目組在國家電網公司科技項目支持下，歷經9年持續攻關，針對高比例新能源及電力電子設備接入後線路保護面臨的技術難題，提出了一系列解決方案，主要創新點如下：

（1）提出了利用正、負、零序差動電流幅值相位特徵的輸電線路單相接地故障精準選相方法，消除了單相故障導致線路三相跳閘降低供電可靠性的隱患。

（2）提出了根據線路兩側電流幅值關係自動調整制動電流的高靈敏度電流差動保護新判據，解決了新能源電源短路電流受限降低線路保護故障識別能力的技術難題。

（3）提出了適用於高串補度線路自適應電流差動保護，根據線路故障後電流方向自適應調整保護判據，解決了串補線路電流反相導致的線路零差保護拒動難題。

（4）提出了GIL-架空混合線路的分區差動保護協同方案，實現了線路故障區段準確識別;提出了結合故障區段的混合線路重合閘策略，研發了感應電流快速釋放裝置，實現了瞬時故障線路快速恢復運行。

（5）首次揭示了同塔輸電線路縱向故障導致非故障線路保護誤動機理，提出了基於零、負序電壓分量雙向補償的線路故障識別判據，解決了同塔線路縱向故障時非故障線路保護誤動作難題。項目授權發明專利25項，發表論文35篇。項目成果已經在北京、江蘇、重慶等電網實現工程應用，並在全國電網進行推廣，運行期間發生112起線路故障，保護裝置均正確識別並快速隔離故障。近三年，累計新增銷售額10.6億元。項目成果對於保障了北京地區電網的安全穩定運行及促進新能源消納具有重要意義。

二、單位簡介

中國電力科學研究院有限公司成立於1951年.,2001年轉制為國家電網公司全資科技型企業,是中國電力行業多學科、綜合性的科研機中國電力科學研究院有限公司成立於1951年.,2001年轉制為國家電網公司全資科技型企業，是中國電力行業多學科、綜合性的科研機構。擁有11個研究所、10個專業公司、一個國家級工程研究中心、一個部級質量檢測中心(含9個質檢站)和研究生部及博士後流動站。主要從事科研開發、承擔重大工程、進行質量檢測、標準制定和人才培養等方面工作。

中國電科院現有員工1637人，其中:專業技術人員1204 人,具有高級職稱人員297人，具有博士學位者60人。中國科學院、中國工程院院士各1人，國家級有突出貢獻的中青年專家12人，享受國務院政府特殊津貼的專家104 人。

中國電科院先後承擔了國家重大科技攻關項目58項、國家自然科學基金項目14項、國家「973 計劃」2項、國家發改委重點項目11項,獲國家科技進步獎55項,獲國家專利41項,第八屆中國專利獎金獎1項。在我國電力工業發展的各個標誌性階段，都做出了重要的貢獻，提供了強有力的技術支撐。

中國電科院現有主要科研設施:亞洲最大的電力系統仿真試驗室、高壓試驗場、高壓直流實驗室、大功率試驗站、電力系統動態模擬試驗室、能量管理系統開發試驗室、電力系統電能計量標準試驗室、電力負荷控制試驗室、低壓電器試驗室、電力系統繼電保護及安全自動裝置檢測試驗室、電力電子試驗室、電磁兼容試驗室等。

中國電科院的戰略目標是:服從、服務於國家電網公司發展戰略大局，服務於中國電力行業的發展，創建「支撐堅強、成果優良、服務優質、人才優秀」的國際一流電力科研機構,成為國家電網公司在電力技術領域的研發基地、試驗基地、服務基地、培訓基地。

功能定位是:緊密圍繞建設堅強的國家電網,，以基礎性、前瞻性、先進適用性技術研究和開發，新技術、新產品推廣應用為核心業務，自主創新，近期重點在特高壓技術、大電網安全穩定技術、靈活交流輸電技術、城市電網關鍵技術取得突破，推動電力科技進步，占領世界電力科技的制高點，在國家電網公司科技創新體系中發揮先導作用。

同時，中國電科院將秉承「努力超越、追求卓越」的企業精神，積極打造產學研良性互動的有效機制，創建具有自主核心知識產權、知名品牌，具有國際競爭力的電力高科技產業集團，為電力行業各單位提供堅強的技術支撐和技術服務。