柔性直流配網繼電保護關鍵技術評述

柔性直流配網(Flexible Distribution Network，FDN)在消納分布式能源、提高能源利用效率和提升電能質量方面展現出交流配電所不具備的優勢已成為學者的研究熱點[1-5]。我國成功建成多個智能配電網示范工程，去年8月國網杭州市供電公司負責的靠前智能直流配網在杭州江東新城通過運行考驗，同年9月南網貴州電力科學研究院的五端直流配電示范工程已建成。由于直流配網存在工況和拓撲結構復雜多變、交直流互聯、開環、閉環共存等現象，使得故障的隨機特性、非線性特性增強、耦合因素增多，使得故障形式和保護配置相對復雜，使得保護的選擇性難以保證。目前，直流配網中的故障主要分為交流系統側、換流變壓器、換流器、直流系統側故障。與傳統交流配網相比，直流配網需特別關注換流變壓器、換流器、直流系統側的故障[6]。換流變壓器同常規電力變壓器類似有本體保護，也配置各種主保護和后備保護。主要配置換流變壓器及引線差動保護(簡稱大差保護)，換流變壓器差動保護(簡稱小差保護)、繞組差動保護等。換流器在直流工程中起著整流、逆變的樞紐作用，是*為關鍵的元件之一。換流器區的故障類型主要包括：逆變器的換相失敗故障、主接線回路短路、換流閥本體及其控制系統故障以及過電壓、過電流等故障。根據保護原理的不同主要分為差動保護組、諧波保護組、觸發保護組、電壓、電流保護組和換流閥本體保護組等。由于柔性直流配網分支眾多、線路短，據數據顯示，線路故障約占整個直流系統故障總數的50%，是*主要的故障類型。常見的故障有雙極短路故障、單極接地故障和斷線故障。其中雙極短路故障對系統危害*嚴重[7-10]。

傳統保護原理的研究已接近極限，隨著配網架構的日益復雜，對保護控制功能要求高，使得保護整定配合困難。應用配電物聯網、移動通信技術、新一代人工智能等主流技術，給直流配網繼電保護技術帶來了挑戰，文章將從配網故障與保護配置現狀、故障電氣量特征與保護原理、繼電保護技術的發展趨勢這三個層次介紹柔性直流配網繼電保護技術的發展情況。