NARI新型电力系统继电保护技术探索与展望—→报告人：郑玉平公众号·电力干货内容新型电力系统形态继电保护技术挑战三继电保护新技术探索四总结与展望NARI2一、新型电力系统形态NARIM树大电网ecarr20na4r■中国■世界新源22.37%核能水电、其他26.95%66.54%煤灰、石油、天然气61.32%建筑(30%→75%)工业(30%→50%)交通(5%-50%目前2060年口构建新型电力系统是我国实现“双碳”目标的必然选择。我国电力占终端能源消费比重目前为26%,要实现碳达峰碳中和目标，到2060年我国电能消费比重预计达到70%以上，终端能源消费电气化进程加快。*来源：2021版《bp世界能源统计年鉴》我国高达66.54%的电力来自煤炭、石油、天然气，电力脱碳是实现碳中和目标的关键。构建“风光水火储一体化”,发挥大电网互联优势，实现各类发电资源在就地微网、区域电网以及互联大电网的共享和互济。新型电力系统将发挥电网互联优势，实现各类发电资源的共享和互济。新型电力系统将支撑电能广泛替代，服务全社会降碳脱碳。新型电力系统将以新能源为供应主体，实现电力脱碳。2020年我国各种燃料发电量占比旧空11.10%11.73%料一、新型电力系统形态NARI口新型电力系统形态：交流电技术为基础，大电网与微电网、直流组网等多种组网技术融合发展，高比例新能源、高比例电力电子设备接入是电网基本特征。支撑新能源并网和输送故障电流限制器串联电容器补偿装置作为灵活控制手段目前我国不同寿命期煤电机组构成*2060年，预计同步电源装机25.5亿千瓦(其中光热2.5亿),占比36%;考虑新能源出力的随机波动性，同步电源开机容量占比18%~77%、发电出力占比10%~67%*。*来源：陈国平，《构建新型电力系统的若干思考》双馈风机并网m直驱风机并网光伏/储能并网Pr新能源变流器投产时期装机容量(万千瓦)占比2000年前95008.8%2000-20105562551.5%2010-20152361821.9%2015-20201925717.8%预计2060年全国新能源装机占比将超过60%,发电量将超过50%。新能源通过集中或分布接入电网，逐渐在电源结构中占主体地位。电力电子设备发挥重要作用静止同步补偿装置可控并联电抗器统一潮流控制器静止无功补偿装置交流电技术仍然是基础新能源集中/分布接入电网Ac低频输电直流输电变流器交流电网◎◎o*o*4DeAcDeOudACDC一、新型电力系统形态NARI口新型电力系统设备脆弱性、故障连锁性，对继电保护提出更高要求。口新型电力系统故障特征将发生深刻变化，现有继电保护体系面临严峻挑战。保障设备和系统安全运行，继电保护责任重大，任重道远。挑战1.新型电力系统故障规律分析和共性特征提取困难挑战3.分布式电源影响配电网故障快速隔离和自愈挑战2.传统继电保护技术难以适应新故障形态对保护性能要求更高故障形态发生深刻变化变流器本体保护及控制策略大电网单一故障全局化特征大型设备安全问题依然严峻故障离散非线性特征内容一新型电力系统形态=继电保护技术挑战三继电保护新技术探索四总结与展望NARI6二、继电保护技术挑战NARI挑战1:新型电力系统故障规律分析和共性特征提取困难口光伏故障暂态特性分析阶段1:暂态自然响应，不受电力电子控制策略影响阶段2:本体保护响应，功率管控制脉冲封锁保护及重新恢复阶段3:控制器动态响应，对故障期间电流指令值的动态响应及跟踪速度阶段4:控制器稳态控制，不同故障电流控制目标(负序电流抑制、有功/无功出力比例等)的精准控制②③④2000电流限值1.5pu250022.012.037时间/s稳定电流限值1.2pu封脉冲时长10ms电流/A5000500150010001000二、继电保护技术挑战NARI挑战1:新型电力系统故障规律分析和共性特征提取困难口光伏故障暂态特性分析·随着电压跌落深度变小，支撑电压的无功电流减小，并在系统容量许可的范围内输出一定的有功电流，故障期间的电流相位对比无故障时的电流相位差值随之减少。·当发生不对称故障时，暂态过程中的负序电流尖峰随着跌落深度增加明显增大，随着逆变器负序电流抑制策略的介入，负序电流经过控制器闭环动态调节后，实现有效抑制。2500E一正常电流2000一电压跌至0%1500一电压跌至10%电压跌至20%1000电压跌至30%s00。5001000450019922012022032042.05电压跌至0%10%20%30%相位变化-108°-90...