随着新能源并网技术的快速发展,实现多种能源互补成为能源互联网建设的重要目标。继电保护作为保障电力系统安全稳定运行的第一道防线,需要积极适应电网变革。在能源互联网建设过程中,能源及电力生产、变换、传输、配送各环节发生了重大变化,导致电源端故障电流受限、畸变,系统中扰动的传播方式改变、传播范围扩大,负荷侧的故障电流受控、双向流动,传统继电保护技术难以适应上述变化,系统的安全稳定运行面临挑战。在此背景下,研究新能源并网下系统故障特性以及新型保护技术,面向交、直流混联电网的控制保护协同技术等,是实现能源、电力安全高效利用及系统安全稳定运行的重要保障。
为此,本刊特开展“能源互联网下的继电保护技术”专题征文活动,经过前期精心筛选,共6 篇论文收录到本期专栏。 《基于置信网络的直流输电线路暂态信号识别方法》提出暂态保护是高压直流输电系统的主保护,提高暂态信号的识别精度是改善保护性能的有力措施。单极故障接地、雷击干扰和雷击故障是高压直流输电线路常见的三类暂态信号。提出一种基于置信网络的暂态信号识别方法,以原始数据作为输入,利用网络实现特征提取和识别。该方法减少了复杂的信号处理及特征提取环节,能够对多种场景下的暂态信号进行有效识别。仿真结果表明,该方法在低采样频率、短时间窗和不同系统参数的条件下,对三类暂态信号具有良好的识别效果。《基于虚拟电流注入技术的有源配电网故障定位》针对分布式电源大量接入配电网,导致传统配电线路故障定位方法不再适用的问题。提出了一种基于虚拟电流注入技术的有源配电网故障定位算法。此算法无需附加设备,采用注入虚拟电流的方式,对电源出口的电流偏差相量进行2-范数运算,以最小电流偏差来进行故障定位,通过在PSCAD 上搭建仿真模型,验证了此算法的有效性和准确性。《相邻变电站交互型广域后备保护应对站用直流失压方法》指出,变电站发生站用直流失压后,只能依靠相邻变电站的远后备保护动作切除故障。由于电网结构日益复杂,传统的继电保护整定配合困难,很多情况下远后备功能难以实现。为此,提出一种基于相邻变电站信息交互的广域后备保护方法,通过检测相邻变电站发送的站用直流失压信号,投入2 种距离保护进行判断:第一种为能保护线路全长的距离保护,满足判据立即跳闸;第二种为能保护到下一级线路全长的距离保护,满足判据经延时跳闸。算例分析结果验证了该广域后备保护方法的有效性。《柔性直流输电线路故障分析与保护综述》提出大功率全控型电力电子器件制造及控制技术的发展,推动了柔性直流输电工程的建设。基于柔性直流输电系统控制方式和拓扑结构的特殊性,在直流侧发生故障时,其故障电流上升速度极快且破坏性极强。针对柔性直流输电系统的故障类型和保护分区进行讨论,结合现阶段的故障隔离技术,介绍了直流断路器、换流器和交流断路器的应用状况。为快速隔离故障,详细介绍了柔性直流线路保护中的行波保护、微分欠压保护和其他新型保护,并对柔性直流输电技术的发展趋势进行了展望。《基于保护分区特性的换流站故障诊断》提出特高压换流站设备类型多,设备故障概率高,因此如何快速可靠地实现故障定位对于故障处置具有重大意义。基于保护动作的结果,提出了一种基于保护分区特性的故障诊断方法,结合保护动作情况和动作保护的分区特性实现故障诊断。以金华换流站某日发生的换流变阀侧套管故障为例,使用文中提出的分区方法,实际应用结果表明,该方法准确地实现了故障定位和诊断。《1 000 kV 特高压线路电压检测二次回路分析及改进》提出了1 000 kV 线路电压检测回路广泛应用于特高压变电站站内控制保护系统,相比于超高压变电站,特高压变电站对线路电压检测的要求更为严苛。目前采用的1 000 kV 线路电压检测方案故障率高,不能满足现场要求。以1 000 kV 特高压南阳站长南Ⅰ线和南荆Ⅰ线间隔线路电压检测继电器及其二次回路设计方案为例,分析其存在问题,提出将电磁型电压中间继电器更改为固态继电器、安装地点更改为继电保护小室电压转接屏和采用测控装置实现电压检测的改进方案,对后续交流特高压工程的设计、运维和检修具有借鉴意义。
通过本次专栏,旨在与作者、读者共同探讨能源互联网下继电保护新理论、新技术、新成果,展示继电保护技术的最新进展和发展趋势,促进我国电力系统继电保护技术的进一步发展。
2019 年6 月