5月20日，在2025能源电力转型国际论坛上，电网头条记者围绕继电保护技术在新型电力系统中的价值与发展，采访了国家电网有限公司首席科学家、国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司)电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室主任郑玉平。
电网头条：当前高比例新能源接入电力系统，您认为继电保护技术在其中发挥了什么作用?
郑玉平：20世纪90年代以前，我国电网超高压线路保护装置、大容量主设备的保护装置主要依赖进口。经过多年发展，国产微机保护产品发展到以数字信号处理器为核心器件的第四代产品，设备水平不断提高，逐渐被推广应用，在首个特高压工程中，就已全部采用国产化保护设备。目前已经实现了完全自主可控，保障了供应链安全。
从继电保护技术发展水平来看，我国继电保护技术经历了“跟跑—并跑—领跑”的过程。在超特高压线路保护、大型主设备保护及复杂电网保护技术方面均取得了许多突破，解决了电网发展过程中超特高压线路分布电容电流、同杆双回线路、串补接入线路、变压器励磁涌流、特高压保护、交直流混联等诸多方面的保护难题，构建了高性能继电保护技术体系，保障了电网运行安全，支撑了我国逐步建成世界上电压等级最高、输送距离最远、交直流混联的特大型复杂电网。我国继电保护装备与运行水平整体比较高，近30年，保护装置正确动作率一直保持较高水平，特高压保护保持着100%的正确动作率。因此可以说，我国这么多年来未发生大停电事故，高性能继电保护技术和高质量装备及运行水平，发挥了重要作用。
在新能源迅猛发展的新型电力系统背景下，高可靠性的继电保护技术仍然是守护电网安全的“第一道防线”，发挥着重要作用。
电网头条：针对高比例新能源接入电网的特点，您认为继电保护技术的发展方向是什么?
郑玉平：我国电力系统正向高比例新能源电力系统加速转型。然而，风电、光伏发电等新能源具有随机波动性及多时间尺度时变性，随着新能源接入比例日益增高，其弱支撑性和低抗扰性导致故障扩展速度更快、影响范围更广。快速准确隔离故障，防止引发新能源大面积脱网、直流闭锁等连锁反应，对保证电网安全可靠运行意义重大。因此，高比例新能源电力系统更加需要继电保护装置快速准确隔离故障，这给继电保护技术带来了严峻挑战。
一方面，以新能源逆变器/柔直换流器为代表的多类型电力电子设备，采用跟网/构网不同控制策略，通过风光水火等多种聚合方式大规模接入电力系统。其多源异构特点使得电力系统故障特征发生深刻变化，颠覆了传统基于同步机特性的继电保护理论基础，现有继电保护原理难以适应。另一方面，大型油浸式主设备是千万千瓦级新能源基地、外送通道的关键设备，为缩短故障持续时间、降低设备爆燃事故风险，对主设备保护的快速性提出了更高要求。
因此，亟需开展新型电力系统的保护新原理研究和装备研发。
电网头条：这当中的技术难点和突破点是什么?
郑玉平：对于高比例的新能源接入，继电保护面临的核心问题在于故障特征认知难和保护原理适应难。因此，我们构建了新能源送出典型场景的电磁暂态仿真模型，研究提出典型新能源设备故障电流分阶段的数学解析方法;结合新能源和电力电子设备在典型控制策略下的故障特征，提出了基于新能源馈入短路比(系统短路容量与新能源装机容量之比)的各类保护适应性量化评估实用化方法。有了评估手段，我们就可以明确哪些场景下现有的继电保护技术仍能适用，哪些场景下可通过对现有保护技术进行完善提升实现适用，哪些场景下需要研发保护新原理。
新能源的非线性故障特征，使得传统基于叠加原理的工频相量保护方法无法适应。为此，我们突破传统工频相量技术路线，抓住了故障的本质是被保护对象的模型或参数发生了变化，从被保护元件的固有特征出发寻求区内外故障特性差异，利用时域信息进行判别，提出了时域等效模型法的保护新原理，初步构建了不依赖电源特性的继电保护新的技术体系。目前研制的装置已在海上风电送出、低频输电、大型新能源基地等场景应用。
防止变压器故障引发爆裂起火是个世界性难题，根据国际大电网委员会的报告，发生内部故障后，约10%的大型变压器会发生爆裂起火事故。目前从故障后传统保护的角度，我们已经做到了极致，可以5毫秒超快速动作，但仍难以避免爆燃事故发生。因此，我们另辟蹊径，从多学科融合角度出发，提出了主动式保护方案，在故障击穿前100毫秒实现保护动作。这条技术路线实现难度极大。经过8年的努力，我们设计了模拟试验变压器，开展了反复的试验，掌握了故障击穿前的声、光、电、磁等多物理量的演变规律，提出了综合超声、特高频、高频脉冲电流信息的主动保护方案，完成了系统和装备的研发。目前相关系统和装备已在陇东—山东特高压工程换流变压器投入试运行。
