2024继电保护面临的挑战与展望报告.pptx

裘愉涛Yutao

■国家电网首席专家

■正高级工程师

■全国劳动模范

■国网公司继电保护专家组成员

网公司、浙江电网的30多项重要项目和

课题的研究，24次获得省部级以上科学技术奖励，在国内外各类科技期刊上发表论文80余篇，授权专利

100余项，先后主持或参与编制国家标准10余项，行业及国网公司企业标准30余项。

主讲人介绍

2

一适应新型电力系统发展的保护新原理

二保护全寿命科学管理技术

三变电站数字化提升技术

四继电保护整定软件提升

五主动配电网和微电网保护

六新技术促进保护发展

目录

适应新型电力系统发展的

保护新原理

国家电网有限公司STATEGRID

TNNTN

在“双碳”目标背景下，传统电力系统向新型电力系统转变，电力系统的电源和输电形式发生转变。以旋转电源为主的电

力系统向换流站、逆变器等逆变型电源和旋转电源共存的电力系统转变，在这一过程中系统的故障特征将发生变化。

一适应新型电力系统发展的保护新原理

1.1新型电力系统发展导致传统保护原理不适用

故障电流幅值为正常负荷电流

7-10倍

故障电流幅值为正常负荷电流

1-2倍

故障电流相位受控

20

15

10

4

故障后线路两侧故障相电流

相位差大

故障后线路两侧故障相电流

相位相近

国家电网有限公司 NETNGFRCI

故障

鞭

故障电流幅值受限

0

20

20

传统电力系统

新型电力系统

0

120

Ee

ai0

300

21e

20

00

0

5

160

30

t

烈联工级变化量保护!电流茎动保护曹态量全线路10ms图全线路-4Sms①②保护工频变化量距离距离1段

5ms20mis25ms

1.1新型电力系统发展导致传统保护原理不适用

森统电力系统故障电气量演化及保护时序图

一适应新型电力系统发展的保护新原理

波

过电磁程暂态阶前期

段

工频量变化为主，工频故障电流幅值大，相位接近

旋转电源拓扑影响主导，高频暂态量丰富

近燥≤10ms.末第20ms①②≈20s@@G

电磁暂态后期

电磁暂态中期

国家电网有限公司STATFGRID

高频暂态量

快速衰减

故障0

施离五良

时刻

效

6

电气量

新型电力系统故障特性

对现有保护的挑战

电流

幅值受限

弱故障影响整体保护灵敏度、影响电流判据门槛

弱馈

相角受控

影响差动灵敏度、短路附加阻抗影响距离保护等

影响阶段式保护配合、重合闸、备自投、主变零压

电压/

电势

内电势可快速变化

电压支撑能力低、系统强度弱

配电侧有源

阻抗

系统阻抗时变非线性

影响依赖系统阻抗的保护

时变

非线性

序分量

负序抑制、序分量单独控制正负序阻抗差异大且变化

影响序分量保护、序分量方向、序分量选相

影响正序极化距离保护、影响非故障相电压判据

影响全部依赖工频的传统保护

频率

谐波、频率偏移、频谱宽

宽频

记忆电压、工频变化量距离方向均失效，

故障附加网络系统电势≠0,叠加原理失效

弱馈、影响电压判据门槛

一适应新型电力系统发展的保护新原理

国家电网有限公司 NETNGFRCI

在新型电力系统建设的初期，对传统基于工频分量的保护原理进行改进以适应不断更新的故障特征。

随着新型电力系统建设建设进程的加深，对传统基于工频分量保护原理的改进已无法完全适应复杂故障特征。基于故障暂态电气量频域特征的保护、控制与保护协同技术、人工智能算法在继电保护的应用将是未来新型电

力系统保护的研究方向。

一适应新型电力系统发展的保护新原理

国家电网有限公司

可控制弯森种每局技来持征控得

能算法等

改进传统基于工频分量的

保护原理以适应不断更新

的故障特征

传统工频分量保护

新型电力系统建设

ATEGRID

保护全寿命科学管理技术

一

一

国家电网有限公司ATENGFR

情况1:变电站中的设备和材料具有不同的生命周期，其中一次设备具备约30年的平均寿命，而二

次设备比如保护、控制和通信设备的平均寿命约15年，导致二次设备在整站生命周期之内需要更换。

情况2:在全寿命周期中，设备需要更新、改造和更换/升级。

二保护全寿命科学管理技术

保护检修工作量与重要性不匹配

各电压等级保护数量不同，但运维检修标准统一

装置自检系统仍不完善

装置芯片和软件监视和定位能力不足

快速改造方案不成熟

设备改造会产生较多和长时间的电网运行风险

国家电网有限公司STATEGRID

TNNTN