编者按：在我国“双碳”目标背景下，全面推进新型电力系统建设势在必行，新型配电系统作为新型电力系统的重要组成部分，将为推动实现能源绿色低碳转型起到至关重要的作用。面对突发故障或重大灾害，新型配电系统可利用其多源网络结构和灵活可控特性构建孤岛自治系统，恢复故障下游重要用户的供电。然而，新型配电系统的故障特征分析、运行与控制、故障隔离与快速恢复等一系列关键技术仍然制约着新型配电系统的健康、可持续发展。为推动新型配电系统的高质量发展，重点开展故障耦合特征分析、接地故障快速处置、运行与控制新技术、故障隔离与快速恢复等重点领域的基础与应用研究，共享最新学术研究成果，《中国电力》编辑部特邀西安理工大学王晓卫副教授、山东大学石访副教授、长沙理工大学邓丰教授、南方电网科学研究院白浩高工作为联合特约主编，组织“新型配电系统保护与控制关键技术”专栏。现将专栏文章进行汇编，以飨读者！
01
作者：王晓卫, 岳阳, 郭亮, 王雪, 王毅钊, 张志华, 杨峰峰
单位：西安理工大学 电气工程学院；国网江西省电力有限公司电力科学研究院；国网陕西省电力有限公司电力科学研究院；浙江省送变电工程有限公司
摘要：针对谐振接地系统单相接地故障特征微弱，基于故障特征的选线方法灵敏度和可靠性降低的问题，提出一种主动注入信号辨识的故障选线方法。首先，推导了注入电流受线路对地导纳影响下的分布特性，利用此分布特性构造选线判据。然后，从不同角度分析了注入信号对系统运行的影响，选择适宜参数的注入信号。考虑降低注入频率能够提高主动注入式选线方法的耐过渡电阻能力，故选择注入低频信号。测量注入信号后各条馈线的零序电流，选择稳态零序电流时间窗，利用Prony算法辨识各条线路零序电流中25 Hz电流幅值完成故障选线。最后，Pscad仿真和现场实测波形验证结果表明，该方法在不同故障场景下均能准确实现故障选线，且具有良好的耐过渡电阻能力。
02
作者：程诺, 陈大才, 陈雪, 阮筱菲, 韦舒清, 韩哲宇
单位：国网福建省电力有限公司经济技术研究院；华北电力大学 电力工程系
摘要：含联络开关的有源配电网网架结构复杂、运行方式变换频繁，给依赖于静态网络拓扑和固定运行方式的传统电流保护正确动作带来很大影响。对此，提出了一种电流速断保护定值优化方案，由配电终端实时监测开关量信息，上传主站获取拓扑关联矩阵，并结合光伏电源输出特性，自适应调整保护定值。该方案可以在考虑逆变型电源出力波动性的前提下，有效增强保护应对不同网络拓扑变化的能力，通信压力小。仿真结果表明：所提方案能有效增加I段保护范围，受分布式发电（distributed generator，DG）出力影响小，可以适应配网拓扑结构变化。
03
作者：戴志辉, 柳梅元, 韦舒清, 朱卫平, 王文卓
单位：河北省微网与分布式储能重点实验室（华北电力大学）；国网江苏省电力有限公司
摘要：受光伏逆变器控制策略影响，光伏场站呈弱馈性和电流相位受控特性，导致送出线路光伏侧距离保护的测量阻抗无法正确反映故障所在位置，抗过渡电阻能力大大下降。根据送出线路系统的故障分量序网图推导出线路短路阻抗的求解方程组，同时基于光伏场站直流母线接入的超导磁储能（superconducting magnetic energy storage，SMES）改变传统的低电压穿越控制策略，通过控保协同消除方程组中的未知量，进而对线路短路阻抗进行求解，提出了基于超导磁储能的光伏场站送出线路距离保护方案。与现有推导线路短路阻抗的方法相比，该方法不存在近似计算，计算准确度得到很大提升；且相比于其他控保协同方案，该方案在保证距离保护可靠动作的同时也兼顾了故障期间光伏场站对于电网的无功支撑，其低电压穿越能力不仅没有被削弱，反而得到一定的提升。
04
作者：胡英杰, 李强, 李群
单位：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
摘要：随着电力系统可再生能源占比不断提高，系统的惯量水平逐步降低，通过配置储能使光伏发电提供惯量与一次调频支撑成为应对频率稳定性问题的有效手段。过小的频率支撑参数无法充分利用光储系统的调频能力，而过大的参数将导致暂态过程中储能或变流器功率越限，引发设备损坏风险。为此，提出了一种考虑容量限制的光储系统惯量与一次调频参数优化配置方法。首先，基于构网型光储系统的控制方程建立了频率偏差、频率死区、一次调频系数与变流器出力间的解析关系，从而推导出保证变流器和储能出力不越限的一次调频系数的可行边界。其次，以光储系统容量限制和其参与暂态频率支撑的动态方程为约束，建立了最大化频率最低点的光储系统频率支撑优化模型，以确定最佳的虚拟惯量系数。最后，仿真分析验证了该方法可在多种场景下充分利用光储系统的暂态频率支撑能力，并满足容量限制。
05
作者：王锐, 赵学深, 张新慧, 彭克, 许洪璐, 孙浩玥
单位：山东理工大学 电气与电子工程学院
摘要：针对不合理虚拟惯性控制参数引发的直流微电网高频振荡失稳问题，提出了低通滤波器等效建模方法，建立了直流微电网的降阶模型及其电压闭环传递函数。从保证直流微电网小扰动稳定性角度出发，定义了以下垂系数和低通滤波控制带宽为参数空间的虚拟惯性参数可行域概念。基于电压闭环传递函数得到的零极点，提出了虚拟惯性参数可行域求解方法，该可行域为直流微电网的虚拟惯性控制参数设计提供了切实可行的指导依据。最后，利用PLECS软件搭建了基于开关模型的直流微电网仿真算例，多组仿真结果均验证了降阶模型和虚拟惯性控制参数可行域的有效性。
06
作者：胡云鹏, 都成刚, 齐军, 郑日红, 阿敏夫, 张浩, 梁永亮
单位：南京南瑞继保电气有限公司；内蒙古电力（集团）有限责任公司 阿拉善供电分公司；内蒙古电力（集团）有限责任公司；山东大学 电气工程学院
摘要：单相接地故障（single-phase-to-ground fault，SPGF）是配电网中最常见的故障，严重影响配电系统的可靠性和安全性，准确辨识SPGF可以提高配电网接地故障处理的精细化水平。首先，从故障波形中提取能有效反映不同接地故障原因的多域特征组成候选波形特征集，通过多元方差法分析波形特征与接地故障原因的相关性，筛选识别接地故障原因的有效特征；然后，分别设计基于极限学习机和支持向量机的故障原因辨识模型，利用Dempster-Shafer（D-S）证据融合理论对模型的识别结果进行融合，建立了接地故障原因综合辨识模型；最后，基于现场数据对所建立的综合辨识模型的有效性进行了验证，结果表明综合辨识模型优于任何单一辨识模型，验证了该模型的优势和可行性。
引文信息
王晓卫, 岳阳, 郭亮, 等. 注入电流分布特性辨识的配电网故障选线方法[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 78-89.
Xiaowei WANG, Yang YUE, Liang GUO, et al. Injection current distribution characteristics identification based distribution-level fault line selection[J]. Electric Power, 2024, 57(10): 78-89.
程诺, 陈大才, 陈雪, 等. 计及联络开关投切的有源配网电流速断保护定值优化方案[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 90-101.
Nuo CHENG, Dacai CHEN, Xue CHEN, et al. An optimized scheme for active distribution network current speed protection setting considering tie switch operation[J]. Electric Power, 2024, 57(10): 90-101.
戴志辉, 柳梅元, 韦舒清, 等. 基于超导磁储能的光伏场站送出线路距离保护[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 102-114.
Zhihui DAI, Meiyuan LIU, Shuqing WEI, et al. Distance protection for outgoing line of photovoltaic station based on superconducting magnetic energy storage[J]. Electric Power, 2024, 57(10): 102-114.
胡英杰, 李强, 李群. 考虑容量限制的构网型光储系统惯量与一次调频参数优化配置方法[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 115-122.
Yingjie HU, Qiang LI, Qun LI. Co-optimization of inertia and droop control coefficient for grid-forming photovoltaic-storage system considering capacity limits[J]. Electric Power, 2024, 57(10): 115-122.
王锐, 赵学深, 张新慧, 等. 基于虚拟惯性参数可行域的直流微电网高频振荡抑制[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 123-132.
Rui WANG, Xueshen ZHAO, Xinhui ZHANG, et al. Virtual inertia parameter feasible region based high-frequency oscillation suppression of DC microgrid[J]. Electric Power, 2024, 57(10): 123-132.
胡云鹏, 都成刚, 齐军, 等. 基于D-S证据理论的配电网接地故障原因综合辨识模型[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 133-142.
Yunpeng HU, Chenggang DU, Jun QI, et al. D-S evidence theory based comprehensive identification model for cause of grounding fault in distribution network[J]. Electric Power, 2024, 57(10): 133-142.
专栏特约主编简介——王晓卫
王晓卫，男，西安理工大学副教授，博士生导师，IEEE Member，西安交通大学电力系统及其自动化专业博士学位，入选省部级人才计划。主要研究配电网接地故障快速处置、中性点柔性接地技术、配电网新型继电保护等，担任IEEE PES（中国）配电线路保护、电力线路保护、直流系统规划与设计、低压直流配电网技术4个分委会常务理事，中国电工技术学会青年工作委员会委员，SCI期刊《Protection and Control of Modern Power Systems》Associate Editor、《电力系统保护与控制》助理编辑、《中国电力》首届青年编辑委员会委员。主持包括国家自然科学基金-面上项目、青年项目、陕西省高层次人才引进计划、科技部高端外国专家引进计划在内的有关配电网保护纵向课题10余项，承担电网公司委托横向课题多项；作为课题骨干，参与国家重点研发计划1项，国家自然科学基金重点项目1项，发表论文110篇，SCI收录38篇（中科院2区以上25篇），EI收录65篇，其中第一作者或通讯作者发表论文80篇；授权发明专利58项；研究成果获省部级科技进步奖11项，其中，以第1完成人获省部级科技奖7项，以参与人获省部级科技进步奖4项。
专栏特约主编简介——石访
石访，男，山东大学副教授，IEEE Member，上海交通大学电力系统及其自动化专业博士学位，中国电机工程学会、中国电工技术学会高级会员。主要研究电力系统同步测量技术与应用、配电网故障检测与定位技术等，担任IEEE PES（中国）配电网保护控制技术分委会、电力系统稳定控制分委会常务理事，IEC/SC8C WG3工作组成员。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等项目20余项，发表SCI/EI学术论文80余篇，授权发明专利20余项，获中国电工技术学会科技进步一等奖1项（3/15），国家电网有限公司科技进步一等奖1项（3/15），电力科技创新奖一等奖1项（11/15）。
专栏特约主编简介——邓丰
邓丰，女，长沙理工大学教授，博士生导师，湖南省杰青，湖南省“湖湘青年英才”科技创新人才，教育部课程思政教学名师，现任长沙理工大学教务处副处长。长期从事电力系统继电保护和故障定位、配电网微弱故障检测等领域的研究。担任IEEE PES电力系统保护控制技术委员会副秘书长、《电力系统保护与控制》青年编委。出版学术专著《行波全景波形保护和定位技术》等2部。近五年，以第一作者发表SCI/中文权威期刊论文40余篇，发表论文已被10多个国家引用2000余次，单篇最高被引125次。近五年，主持国家自然科学基金面上项目2项，主持湖南省杰出青年基金项目等省部级以上项目10余项；作为科研骨干承担国家重点研发计划2项。2020年，荣获湖南省科技进步一等奖；2021年，荣获日内瓦国际发明展金奖；2022年，荣获湖南省高等教育教学成果奖一等奖；2023年，荣获教育部全国高校青年教师教学竞赛三等奖。
专栏特约主编简介——白浩
白浩，男，南网科研院智能配网规划与运行技术研究团队项目经理，南方电网三级领军专家，从事配电网快速故障处理、配电网高品质供电、分布式能源并网控制、数字孪生及数字仿真等相关技术研究。担任电力行业可靠性管理标准化技术委员会委员、中电联电能质量专委会委员、中国电源学会电能质量专委会委员、中国能源研究会电能技术专业委员会委员、中关村智能电力产业技术联盟标委会委员，南方电网配电技术工作组、电能质量技术标准工作组，智慧运维技术标准工作组成员。先后承担南方电网重点科技项目8项，发表EI/SCI论文20余篇，授权发明专利50余项，参编各类标准20余项，依托配电网全过程快速故障技术先后荣获多项中国电力科学技术奖、中国机械工业科学技术奖、中国电工技术学会科学技术奖、中电联电力创新奖和南方电网公司科技进步奖。
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