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第44卷第3期电力自动化设备Vol.44No.3

2024年3月ElectricPowerAutomationEquipmentMar.2024

传统交流线路保护在换流器并网系统中的适应性分析

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常鹏，宋国兵，侯俊杰，李唯嘉，张晨浩

（1.西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049；2.新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830046）

摘要：提出了一种继电保护适应性评估方法，基于对换流器并网系统电气量特性的分析，对工程中常配备的

纵联差动保护、保护辅助元件和距离保护在换流器并网系统中的适应性进行了评估，并分析了换流器控制策

略、故障场景、系统拓扑参数等因素对保护适应性的影响，给出了保护适应边界，针对部分存在适应性问题的

保护，提出了性能优化方案。最后利用PSCAD／EMTDC仿真验证了保护适应性分析的正确性和优化方案的

有效性，所得结论可以为我国新型电力系统中继电保护的适应性研究以及优化配置提供理论指导。

关键词：继电保护；适应性评估；全控型换流器并网系统；纵联差动保护；保护辅助元件；距离保护；优化方案

中图分类号：TM773文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.202312039

0引言换流器的控制策略研究了负序方向元件在系统中的

适应性，并提出了改进方案；文献［9］和文献［10］分

伴随着“双碳”战略的执行及电力电子技术的高

别研究了电流序分量选相元件和电流突变量选相元

速发展，我国电网中电力电子设备的渗透率日益提

件在换流器并网系统中的适应性，并提出了性能优

［1］

升，截至2022年底，我国可再生能源装机容量已达

化方案。针对距离保护的适应性，文献［11］对工频

9

到1.213×10kW，占全国发电总装机容量的47.3%。

量距离保护和时域距离保护在风电系统的适应性进

然而，大规模电力电子设备的接入为我国能源转型

行了分析，指出换流器的频率偏移特性对工频量距

带来机遇的同时，也为电网引入了迥异于传统电网

离保护存在影响，但研究过程中忽略了过渡电阻的

的故障特征，这使得过去依赖传统电网故障特征

影响；文献［12］研究了比相式距离保护在风电系统

的保护原理在电力电子设备接入系统中存在适应性中的适应性，指出了风电序阻抗的不确定性将造成

问题。为了保障电力系统的安全运行，有必要对传保护范围时变，从而恶化保护性能；文献［13］研究了

统保护在电力电子设备接入系统中的适应性进行正序电压极化距离保护在柔性直流系统中的适应

研究。性，分析了控制策略对保护的影响。

针对纵联差动保护的适应性，文献［2］首先分析综上所述，已有研究针对保护适应性问题得到

了故障分量电流差动保护的最佳适用条件，然后通了大量有价值的结论，但也可以看到这些研究大多

过仿真探索了风机的故障特征，最后通过比较保护