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科技日报记者 陈曦 通讯员 袁中琛 张扬 吕华丽
记者5月25日从国网天津电力获悉，被誉为新能源防脱网“黑科技”的全国首台新能源并网线路快速时域距离保护装置，近日在天津市宁河区110千伏丰台风电场平稳挂网运行。该装置实现了新能源场站并网线路故障快速识别与隔离，提高了新能源场站的抗扰动能力。
天津电网是典型的城市电网，新能源并网点相对集中，风电、光伏等新能源故障响应不同于传统火力机组，当电网故障发生扰动时，就会触发频率电压解列装置，为保证正常供电，从而将受到扰动的新能源场站暂时隔离。“也就是说，一条输电线上可能同时连接着多座新能源发电站，如果新能源并网线路附近的电网发生故障扰动，会对新能源场站的发电出力造成影响。”国网天津电科院研发人员袁中琛说。
为解决这一问题，2022年，在国网天津电力调度控制中心的组织下，国网天津电科院、宁河供电公司联合天津大学等产学研单位，开展快速时域距离保护原理研究、装置研发与示范应用。
研发团队历时2年时间，首创了基于拟合误差权重累积的快速时域距离保护新原理，提出了模型偏差下的测距结果快速稳定性收敛方法，攻克了零序电流分量整型舍入偏差导致保护误动的技术难题，并研制了全国首台新能源并网线路快速时域距离保护装置，提高了新能源场站抗扰动能力，缩小了故障后停电范围，为新型电力系统安全稳定运行提供有力技术支撑。
“安装了快速时域距离保护装置，就好比给新能源场站装上了‘故障测距仪’，能够快速测算出故障发生位置到新能源场站的距离，从而准确地对故障进行隔离。”国网天津电力调度控制中心保护处处长张永伍介绍，而且这种测距技术不受新能源种类和运行状态影响，无论风力大小、阳光强弱都能获得准确的测距结果，从而实现对新能源场站并网线路故障的准确识别与快速隔离。
目前，在风电场挂网的快速时域距离保护装置运行安全稳定，全面通过了原理仿真验证、静态试验验证、数字动模试验验证、出厂试验和现场调试等多个环节，科学准确验证了保护原理可行性和装置可靠性。
“过去，每当风电机组运行因电压波动发生解列等异常情况后，我们都需要大半天时间来检查设备和恢复发电，在运维检修环节耗费大量的人力和物力。现在有了这台装置，能够有效降低我们风电场的解列次数，提高风电机组的持续并网运行可靠性，向电网供应的绿电更多了，经济效益自然就提高了。”天津宁河110千伏丰台风电站站长赵立刚说。
下一步，国网天津电力研发团队将根据积累的运行数据，继续提升装置运行稳定性、优化保护算法，为后续快速时域距离保护装置在新能源并网线路的全面推广应用提供保障。
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