消除线路过负荷引发电网停电分析技术获突破

　　继电保护作为电力系统的“第一道防线”，肩负着快速切除故障，限制事故范围扩大的重任，继电保护的正确动作直接关系到电安全与系统稳定。输电线路自身具备承受过负荷能力，当线路过负荷时，输电线路能够正常运行，但是现有保护原理无法准确区分过负荷与故障，会将线路过负荷误判为故障，导致过负荷线路被误切除，进而引起负荷转移，造成相邻线路过负荷，产生多米诺骨牌效应，引发过负荷线路相继跳闸，导致事故扩大。近年来，国际上发生的多次大面积停电事故均伴随有继电保护将过负荷线路误切除，加剧事故蔓延的情况。线路过负荷导致保护误动作这个技术难题长久以来一直未得到有效解决。

　　随着我国经济快速增长，居民和工业用电负荷持续增加，大规模清洁能源产生的电力通过超特高压交直流输电线路远距离输送至华中、华东、华北等负荷中心，使得电中潮流大范围转移成为常态，输电线路过负荷引发保护误动作导致大停电事故的风险显著提高。

　　中国电科院保护所与国华中分部柳焕章劳模工作室联合攻关团队依托国家97 课题和国家电公司科技项目，历经9年持续攻关，经过大量的理论推导和仿真分析，深入探究线路过负荷与故障的本质差异，突破现有技术瓶颈，采用全新视角，放弃了常用的阻抗平面，巧妙地在电压平面上提取出线路过负荷与故障的明显辨识参数，提出了基于电压相位特征及幅值特征的线路过负荷与故障识别原理，发现了相补偿电压和正序补偿电压的相位关系与过负荷和单相接地故障的差异强相关的特征，解决了过负荷与接地故障识别的难题；发现了电压的余弦分量在过负荷和相间故障时相差10倍的特征，解决了过负荷与相间故障识别的难题；发明了利用正序电压余弦分量与电流不对称度二维平面的线路故障识别原理，消除了负荷电流与过渡电阻对线路故障识别的影响；发明了利用正序功率识别潮流送、受端的方法及差异化故障识别判据，消除了线路潮流方向对故障识别的影响。通过以上技术发明，实现了线路过负荷与故障的精准识别，同时大幅提升了线路故障识别能力。

　　该技术兼顾了线路过负荷时保护的可靠性与线路故障时灵敏性，路过负荷及故障识别等技术指标方面全面优于国内外同类技术，其中事故过负荷、正常过负荷识别准确率达到100%，线路故障识别能力提高了5倍，大幅提升了继电保护的整体性能。中国电机工程学会对项目成果的鉴定结论为：本项目提出的理论方法属国际首创，处于国际领先水平。

　　鉴于该技术的优异性能，目前已经被行标DL/T、企标Q/GDW采纳，作为220千伏及以上电压等级线路标准配置在全国推广应用。项目组从保证电安全大局出发，将成果第一时间无偿提供给各保护厂家，国内具备高电压保护装置生产资质的全部厂家都已采用该成果，2014——2017年迎峰度夏期间220千伏及以上电压等级线路中共有290条线路发生过负荷，保护未发生任何误动。2014——2017年220千伏及以上电压等级线路共发生 857起故障，保护装置正确动作率100%。

　　目前，该项目成果推广应用至加拿大、巴西、澳大利亚、印度等五大洲9个国家，运行良好，有效提升了我国保护装置的国际市场竞争力，大幅提升了我国电力装备的国际影响力。