继电保护及其故障元件判别问题的探讨

      传统继电保护依靠离线整定的固定定值工作，这在复杂电网中，尤其在电网运行方式变化时，难以满足各继电保护之间相互配合（如兼顾选择性、速动性和灵敏性）的要求；由于在复杂电网中继电保护（主要是后备保护）整定计算非常困难，导致了人们简化甚至放弃了某些后备保护配置（如取消保护Ⅱ段和简化保护Ⅲ段定值）的趋向。这些情况会增加电网在紧急状态下的风险。譬如，主保护因灵敏度不足等原因拒动时造成过长延时和扩大范围的跳闸，可能引发电网局部灾难；

      又譬如，在电网基金项目：国家自然科学基金资助项目（50877031，50837002）发生大负荷潮流转移过程中可能引起线路后备保护非预期连锁跳闸，这是导致网事故扩大甚至大面积停电的一个主要原因。为从根本上改善传统继电保护的性能，近年来随着电力系统广域信息采集技术的发展，基于广域测量信息（以下简称广域信息）的继电保的研究在中国成为了一个受到持续关注的热点领域，国家自然科学基金等对相关课题均给予了大力支持，不少高校和电力企业积极参与了此项研究，不仅在原理研究上取得了很多进展，还有一些局部工业试验的事例，这些工作使在治愈传统继电保护的某些痼疾方面看到了曙光。

      当前，广域继电保护的研究仍在不断深入并取得成果，正处在从一般性原理、方法的探讨到按工程应用的要求研究形成完整技术方案的进程之中，因而需要进一步梳理关键技术环节、提出关键技术问题、研究解决问题的技术原理，同时也需要进一步明确广域继电保护的作用、必要性以及构成模式等尚有争议和质疑的问题。本文从讨论电力系统安全要求和广域继电保护基本作用出发，分析广域保护的内涵和功能要求，阐述实现广域继电保护的两种基本途径，引出有限广域继电保护的概念；进而探讨基于故障元件判别的广域继电保护的主要研究内容和技术要求；最后介绍几种用于广域继电保护的新型故障元件判别原理和算法。基于广域信息，可以使继电保护获得优越的性能，解决传统保护的某些难题，这吸引了越来越多学者进行研究。本文意在通过讨论，促进广域继电保护更广泛地交流和更深入的研究。