《消除线路过负荷引发电网大停电事故风险的关键技术及应用》

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项目属电力系统及其自动化技术领域,成果整体处于国际领先水平。

近年来,国际上发生的绝大多数大停电事故都是由于输电线路过负荷造成距离保护误动引发的,其中美加“8.14”大停电损失负荷61.8GW,影响8州1省5000万人,造成经济损失300亿美金,印度“7.30”和巴西“11.10”大停电都导致国土面积一半的地区供电中断,超过5亿人生活和生产陷入混乱。

传统距离保护在阻抗平面区分线路过负荷与故障,但负荷阻抗与故障测量阻抗存在混叠区,具有天然的原理缺陷,距离保护过负荷误动是困扰电力行业多年的世界性难题。项目团队采用全新视角,开创性地从电压平面提出了线路过负荷与故障识别新原理,主要创新点为:

(1)首创性地提出相补偿电压与正序补偿电压相位关系的过负荷与接地故障识别原理,实现了线路保护对过负荷与接地故障的有效区分。

(2)创造性地提出相间电压余弦分量识别过负荷与相间故障的原理,实现了线路保护对相间故障与过负荷的准确区分。

(3)提出电流不对称度-正序电压余弦分量二维平面分析方法,建立了自适应可靠系数区别过负荷与故障的新判据,将距离保护耐受接地过渡电阻能力提高5倍以上。

(4)根据故障与过负荷混叠区只存在于送端,提出了利用正序功率的潮流识别方法,差异化设计送、受端故障识别判据,将受端距离保护耐受接地过渡电阻能力提高6倍以上。

(5)提出将过负荷识别新原理和原有距离保护协同的方法,大幅降低工程改造和运行维护难度。

项目发表论文20篇(EI检索13篇),申请发明专利13项(国际1项、授权10项),主持制定发布行业、企业标准各1项,已成为国内生产线路保护装置的依据。相关装置已在全国大范围推广应用,并出口5大洲9个国家,创造经济效益逾15亿元。

项目成果属国际首创,通过自主创新解决了困扰电力行业多年的世界性难题,有力推动了行业技术进步,可避免中国发生类似美加“8.14”等大停电事故,经济和社会效益巨大。

成果说明

项目研究成果从根本上解决了线路过负荷造成的保护误切非故障线路,引发电网连锁跳闸导致大范围停电的世界性难题,研发的相关保护装置样机通过大量仿真实验和2013年9月在华中电网试运行,验证了原理的正确性。2013年底相关成果被写入国家电网公司企业标准《线路保护及辅助装置标准化设计规范》(Q/GDW1161-2013)和国家电网公司印发的《防止变电站全停十六项措施》,已经成为国家电网公司220kV及以上电压等级线路保护装置强制措施。2017年又被进一步写入行业标准《阻抗保护功能技术规范》(DL/T479-2017

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