隨著“西電東送”戰略實施、清潔能源大規模開發和外送,我國逐步建成世界上電壓等級最高、輸送距離最遠、交直流混聯的特大型復雜電網。在這種形勢下,我國復雜電網“故障全局化”的特征逐步凸顯。
作為電網安全第一道防線中的主保護,差動保護設備擔負著第一時間快速切除故障的重任,是電網和各類電氣設備的“貼身保鏢”。
隨著電網電壓等級不斷提升、規模和復雜度持續加大,線路分布電容電流成倍增長、大容量變壓器勵磁涌流與故障電流波形更趨相似、故障暫態電流幅值大衰減慢等特征逐步呈現,多次造成差動保護誤動或慢動,導致電網事故擴大和設備損壞,差動保護精準快速辨識故障難度愈加凸顯,面臨嚴峻挑戰。
針對上述問題和挑戰,項目組由國網電科院牽頭,在國家科技攻關計劃、自然科學基金等多個項目的支持下,歷時13年科研攻關,成功突破輸電線路、大容量變壓器、發電機、母線等成套保護裝置關鍵核心技術,大幅提升故障識別能力,縮短動作時間,提升動作可靠性,推動我國電網完成以差動保護為主保護的升級換代。
項目構建了復雜電網差動保護技術體系,自適應于不同保護對象、不同應用場景、不同故障演化過程,解決了差動保護快速性、靈敏性、可靠性難以兼顧的難題。
基于上述成果,項目組研制的系列繼電保護裝置通過德國技術檢驗協會(TUV)等5家權威機構檢測認證,獲國家授權發明專利59項,出版專著4部,發表被SCI/EI收錄的論文97篇,牽頭制訂《1000kV電力系統繼電保護技術導則》等國家標準。多位院士專家組成的鑒定委員會一致認為,項目成果整體技術處于國際領先水平。
項目成果已廣泛應用于我國220千伏~1000千伏各電壓等級電網,涵蓋新一代調相機組工程、海上風電工程以及川藏聯網工程等重要工程,對不滿足我國復雜電網要求的進口保護進行了批量替換,帶動我國高壓電網新投運設備100%配置國產差動保護。產品還出口至數十個國家和地區。
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