新型电力系统控保融合防线建设思路及实践

新型电力系统控保融合防线建设思路及实践中国南方电力调度控制中心2026年4月背景及形势问题及挑战contents思路与实践公众号·

电力建设目录电网运行过程中面临各种故障的考验，控制与保护是电网故障防御体系的核心，在保障高渗透率电网稳定、设备安全、防范大面积停电方面发挥着决定性作用。1.2背景控制和保护是新能源高渗透率电网安全稳定的关键保障继电保护(第一道防线)

紧急控制(二三道防线)可靠隔离故障防止扰动引发连锁反应保障系统快速

恢复稳定运行主站站#3站#1站#2有功-相角稳定无功-电压稳定可靠性速动性选择性灵敏性切除故障电压恢复稳定1.2背景

中国■随着新能源渗透率不断提高，电力电子控制逐渐走向主导地位，其控制作用贯穿故障全过程、全时段，

打破了传统控制与保护“独立进阶式”的防线体系。电力电子控制(毫秒级响应)同步机控制(百毫秒级响应)南澳大停电(2016)

英国大停电(2019)一直法巴西大停电(2023)

西葡大停电(2025)继电保护第一道防线发生故障继电保护控制和保护是新能源高渗透率电网安全稳定的关键保障第二道防线一故障清除切机/切负荷

频率/电压紧急控制紧急控制第三道防线口国家发展改革委、国家能源局发布1710号文《关于促进电网高质量发展的指导意见》,明确提出加快建设主配微协同的新型电网平台。·2030目标：主干电网和配电网为重要基础、智能微电网为有益补充的新型电网平台初步建成。·2035目标：主干电网、配电网和智能微电网发展充分协同。告别简单系统，拥抱复杂治理简单系统

复杂系统抚养一个孩子。无法保证其未来路径。今天的源、荷两侧都充满不

确定性，系统已演变为复杂系统。1710号文提出的“主-配-微”架构、“三级平衡机制”和

市场化价格信号，正是应对复杂性的顶层设计。遵循电力系统高比例新能源和电力电子化发展规律，加快构建网源运行协调、安全去须御、电

历

建

设

数智技术赋能的新型电力调度体系1

.3形势新型电力枢纽电网不再是被动管道，而是主动适配新能源波波动的

智能“路由器”,高效链接源、网、荷、储，保障动态

平衡与资源优化。柔性协同、主动智慧公共基础设施强调“人民电业为人民”的本质。保障替遍服务，降低

市场主体接入门槛，为所有用户提供“最后的保障”,是

电网不可动摇的庭线。普遍服务、基础安全双重属性：定义电网未来的核心身份电

网平台制造一辆汽车。保证零件合格、工艺正确，就能得到合格产品。过

去的“源随荷动”电力系统类似。背景及形势问题及挑战contents思路与实践目录电力电子装备现有故障穿越控制以保障装备安全为主要目标，对继电保护故障识别、紧急功率快速调节的支撑能力未充分发挥，存在控制与保护间彼此为信息”孤岛”、涉网控制保护标准化程度不足、逆变器录

波、参数信息未能实现远程监视等问题。2.1

挑战一：电力电子装备对系统运行支撑不足

中

国

南

方

电

网限流控制导致故障特征突变RL风轮

载荷T齿轮箱△Pm滤波器内电势电力电子装置

EZθEUR电流安全边界故障限流电流

安全边界URL正常运行线路阻抗继电保护装置紧急功率快调导致机械载荷冲击大电网故障前E0.8%0.40.30.20.1有功调节

一

机械载荷U.E异步电机故

障

发生机

械

载

荷

(

x10,

N

m

)电网有功

(p

.u

.)2.1挑战二：故障特性变化冲击了继电保护的构成基础

三

中国

南

方

电

网新型电力系统短路电流幅值受限、相位受控，给以传统同步机故障特征为基础的继电保护原理带来严峻挑战，保护拒动/误动风险加剧。短路电流幅值受限、相位受控1.5osy1.5

00501

0.15

02

0.25时

间3.0一15一正常运行-1.5~204封间s保护不正确动作风险加剧公众号·

电力建设幅值受限

相位受控●同步机

◎变流器电流kA

覆

A“4

·

28”西班牙、葡萄牙大停电新能源过逐级脱网电压加剧第控制逻辑不当易引发振荡--事故第一阶段，推测0.6Hz振荡为光

伏电站引起的逆变器受迫振荡。异常扰动下大规模脱网--事故第二阶段，部分新能源在电压未

超限情况下即异常脱网。新能源涉网保护裕度普遍较小--事故第三阶段，400KV系统运行上限为1.09p.u.

(435KV),而新能源过压保护通常设置为1.1pu新能源高渗透率系统强度变弱，电压-功角多稳定形态耦合特性强，而新能源稳态、暂态运行性能受涉网控制保护逻辑与参数(人为)影响大，系统运行安全与之关联性日益加强。■2025年1月11日，某光伏电站在增加出力过程中，AGC

子

站发生异常调节，波动时长约5分钟，最大有功波动幅值达76

MW。经现场调查，AGC子站厂家配置了不合理的控制策

略

，导致AGC子站对光伏阵列进行多次有功反复调节，进而

引发电站送出线路有功功率大幅波动。■2026年2月11日，某风机厂家值班人员擅自对海风场能管平台子站无功控制策略切换，且控制指令周期未正确配置。

19:30,多个场站母线先后出现电压波动，最大幅值11kV,风机全部解列后电压波动平息。电力建设2.1

挑

战

三

：新能源涉网控制保护逻辑与参数重要性日益提升

中

国

南

方

电

网某风场电压振荡某光伏功率振荡2.1挑战四：配网控制保护功能多样化需求愈发旺盛

中国分布式新能源、储能等多类型电源接入使得配电网拓扑结构复杂，潮流双向流动，传统“被动等待、逐级试探”的隔离及自愈模式难以适应多源网络要求。此外，面对源网荷储协同等新型业务场景，配网控制

保护亟需技术突破以提升承载力和灵活性，实现主配微网多级协同、海量资源聚合互动、多元用户即插即用。构建源网荷储主配微协同调控的五大应用场景状大凝聚合可颗控资酒◆赔性中既负码S

I

领署微电网运行通过主配微协同调控技术，发

挥分布式可控资源的支撑作用，

实现局部微电网的可控资源协

同调控，达到源网荷储实时供

需平衡。无功电压调整利用分布式光伏、储能等灵活

性资源，调整逆变器的无功出

力，实现新能源的电压群控调

控。有功功率调控通过海量可控资源的有功出力

调整，发挥主动支撑作用，增

强节假日负荷低期间、极端情

况等场景防范应对能力。针对节假日等特殊情况会出现

发电过剩甚至方向重过载的情

况，通过柔性调控避免运行越

限过载，可在并网时放宽接入

容量限制，从而提升电网消纳

新能源能力。通过分布式可控资源的主动调

控，提升主/配电网突发异常

下的负荷控制实时响应速率及

精益化水平。负荷精准控制

促进新能源消纳背景及形势问题及挑战contents思路与实践公众号·

电力建设目录3.1总体思路以“统一、共享、开放”的物联底座为物质基础，在电力电子深度认知、系统特性精准分析、保护原理适配优化，控制保护高效协同四方面迭代提升，推动整体进步。电力电子深度认知控制保护高效协同

“统一、共享、开放”的物联底座提供设备解决方案，重构控保物质基础公众号·电力建设保护原理适配优化系统特性精准分析3.2电力电子深度认知|思路围绕系统运行、故障分析、数字化监督等需求，以“逻辑”与“信息”为两大抓手，将电力电子认知颗粒度从场站级宏观响应细化至设备级动态过程，以更高精度、更强鲁棒性的确定性控制与保护行为，支撑

新型电力系统安全、稳定、高效运行。信息并网点设备信息监测海量逆变器参数、信息监测“可知”才能“可管”逻辑设备厂家定义逻辑系统需求定义逻辑围绕系统需求定义控保逻辑电力电子

深度认知涉网控制保护标准化按照“系统需求一物理边界一控制设计一协同优化一验证应用”思路，重点围绕无功电压融合控制、控制保护协同等目标，构建“分层解耦、连续控制、无功协调”的结构化控制框架，重塑电力

电子控制保护特性，友好支撑系统。电力电子电源涉网控制逻辑标准化设计构想

电力电子电源涉网控制逻辑标准化应用构想sD厂40q

双向协同800--800x/os0o400。4008-

8080000[电力电子故障特征保护不正确动作区域80

00a故障状态判断有

功

功

事

环外

环滤

波

和防

误保

护

模

块「切机或封”3.2电力电子深度认知涉网控制保护标准化保护与控制双向协同，正确动作新能源高渗透率电网传统保护性能差

传统保护调整定值，性能有限电

刀

建

设80440o800[

-800创新思路

双向协同中国重塑电力电子故障特征重塑后电力电子故障特征正

负

序山

分

解

锁

相

环调整

定值5Yj400构建系统级、场站级、设备级电力电子电源数字化监测体系，建立多层级监管分析能力，支撑原理配置优化、控保协同提升。系统级(全局分析+人工智能赋能)设备级

#光伏

风电

储能场景1:远程技术监督。

远方获取新能源场站版本、定值、参数，与调度下达或备案值比对。场景2:在线性能监测。发生故障后，新能源场站边端分析场站级涉网性能，主站研判故障影响

范围，自动召唤相关场站电力电子电源设备录波，报文，开展设备级涉网性能分析。CCSG2026.AIIKighsReserved设备级(参数、信息透传)光伏、风机、储能全量信息上送版本

定值、参数报文

录波3.2电力电子深度认知|电力电子电源数字化监测体系众号

·电力建设预想功能(网、省、地)

保信主站系统级全量信息透传场站级低/高穿分析场站级谐波分析远方监视(监督)控保协同故障分析远方控制(储能)场站脱网分析涉网性能全局横向对比、溯源分析暂态性能智能分析涉网性能横向比对场站级智能录波器

管理单元暂能录波率

采集单元智能录波器管理单元智

能

录

波

采集单元智能录波器管理单元中国场站级(边端在线监测)已实现或

在研功能智能录波器

采集单元110(220)RV制定逆变器逐波限流逻辑及全量信息上送方案，全国首例实现逆变器故障信息上送至调度主站，牵头编制《新能源场站逆变器继电保护信息技术规范》国标，有序推进11个试点厂站建设，实现逆变器透

明管控。3.2电力电子深度认知|实践

中国国家标准化指导性技术文件《新能源

场站逆变器继电保护信息技术规范》起草工作组会议顺利召开保护与控制标准之家

2025年11月11日16:45广东

听

全

文2025年11月11日，全国量度继电器和保

护设备标准化技术委员会秘书处(许昌开普电气

研究院有限公司)在广州组织召开了国家标准

化指导性技术文件《新能源场站逆变器继电保护

信息技术规范》起草工作组会议。此次会议汇

聚了来自国网、南网、行业核心企业、权威检增加逐波限流

逻辑，充分利

用控制性能，

避免硬件过流

保护直接跳闸制定高效、

经济的信息

采集方案，

实现调度端

的远程调阅国内首次开展逆变器故障信息采集测试增加逐波限流功能，故障瞬间峰值电流受控，逆变器正常运行逆变器因低穿变位启动上送保信主站的录波波形测机构、高校等的43位业内资深专家。3.3系统特性精准分析|思路

中

国

南

方

电

网通过对电力电子设备的深度认知，持续开展短路比计算、运行边界分析等工作，从而指导系统风险精准防控、保护配置优化提升等工作，提升新型电力系统驾驭能力。系统风险精准防控评估新能源场站短路比、控制特性响应等边界指标，防

范保护不正确动作风险，分

析谐波传导特征，提升设备

运行环境水平。保护配置优化提升分析多源特性及定值适应性，提出差动保护“应配”线路，

指导新原理保护扩大试点范

围，更好开展实践检验系统特性计算分析短路比计算运行边界分析公众号

·电力建设控保协同准则完善确定控制与保护交互作用边界，

构建多维度控保协同准则保护正确动作保护动作区谐波

特性

响应定值校核分析控制不确定性

导教保护拒动力电子控制参数继电保护动作性能jX3.3系统特性精准分析|实践

中

国

南

方

电

网采用多源数据研判分析异常，细致分析系统故障时逆变器响应特性，揭示涉网控制保护逻辑实际运行状况。逆变器录波分析新能源出力扫描异常跳闸信息获取总调大数据系统脱网分析工具海路

2025直

调

566.1859382.1779184.01

200600114D0

2

1

20

20-01220805:34:00示例：4月8日12时09分21秒365毫秒，由于周边系统发生故障，某风场风机并网点电压跌落约82%,12时09分23秒336毫秒，再次发生故障，短时间内连续两次触发低电压穿越，导致风机脱网，不符合GB/T19963—2021标准中关于

机组需承受连续两次低-高电压穿越的要求。Q

a明

2

3

分单众低压安越换相失败响应情况序度电号

站新能薄厂达职网列表变化前功T

)变化量瓦)配网整定集约化智能化技术典型示例：融合单线图负荷异动智能检测、配网拓扑关系自动

推演及整定方案全生命周期数字化管理，实现定值随系统运行

状态的实时动态优化与原理级定值单的一键生成下发。原整定模式□

现整定模式□入网测试标准定值模板执行定值(现场)

执行定值(现场)□执行定值(远方)每单定值：30min5-分

整

定

、救

力建设分布式新能源自动建模技术典型示例：分布式新能原自动建模及一键整定技术，应对馈线组运行方式变化与分布式新能源接入挑战，一键完成多种运行

工况模拟，评估分布式新能源接入影响及定值适配性。高比例分布式电源接入故障分析与保护定值整定计算流程GIS系统开关位置及类型新能源等值建模营销管理系统人工合能建修B里

模参数文件管理故膨计算分析报告节点电压分布图控制略类型修改各开关短路电流新能源影响分析配变比过载分析鼓流量告警分析配网整定计算系统已全面覆盖各地(配)调，并已成功研发配网整定计算系统参数智能管理、分布式新能源建模、故障计算、定值自动校核等模块功能，为有源配电网故障快速切除与可靠运行提供技术

支撑。3.3系统特性精准分析|实践提交定值申请资料(30日前)二计算(线下、人工、单个)人工选取区局个性定值模板开关信息上报(15日)整定选型+简化图原理级计算(全线、自动)□装置级计算(标准、自动)继缴保定值审批流程定值审批流程□展示GIS原图批量识别乡数建模新能源模型简化图线路参数管理相间短路故璋计算逻辑定值计算接地冠路故瑚十算过流定值计算原理级整定计算故障计算分析新能游模型精确图生

患e

微3.3保护原理适配优化|思路

中

国

南

方

电

网构建适应超高比例新能源接入的现有保护及新型保护原理互补体系，以系统特性分析为基础，研究现有保护与新型保护应用边界、整定方法及配合关系。原理互

补体系公众号·电力建设新原理暂态量现有保护

优化提升新型保护

原理、现有原理优化宽频域差动变压器

保护距离保护时域距离差

动

保护模型识别行波

差动3.3保护原理适配优化|实践

丰

中国■组织研究新型线路保护原理-

完成“基于波头信息”、“基于波折反射”、“基于波形比较”、“基于参数/模型识

别”等四大类新型保护原理研究。■

推动新型保护原理实践验证--完成7个厂家、31个型号集成新型保护原理的线路、主变保护版本开发、测试、评议，

加速推进新型保护原理更大范围实践验证，目前已完成42套新型保护原理挂网试运行。波头特征发生在暂态初期的

1ms内，能够准确提取波头信

息意味着保护能极快识别故障，

并且波头受系统参数影响很小区内外故障的故障网络拓扑差异巨大，线路双端的电气量蕴

含着更明显的故障信息行波在边界与故障点发生连续的折反射，使信号在频域上有明显的故障特征故障发生时系统拓扑结构及参数发生改变

，通过电气量的改变实现故障元件的识别单端量/双端量时域信息单端量频域信息双端量时域信息时域信息单端量

/双端量基于参数/模型识别基于波折反射基于波形比较基于波头信息公3.5控制保护高效协同|思路以电力电子控制特性塑造为抓手，挖掘快速可控能力，融合保护信息优化控制策略，构建多层级全时段有序协同的新一代控保融合防线。控制与保护“特性匹配-信息交互”

控制-保护由“独立构建”到“协同联动”紧急控制策略信息交互保护信息

特性匹配故障特征重塑特性匹配一致性调控风

电

变

流

器集群级场站级装备级光

伏

变

流

器储

能

变

流

器防连锁跳闸故障信息电力电

子装备

控制调节指令塑造特征紧急

控制继电

保护隔离故障精准响应3

.5控制保护高效协同

|

实践

中

国

南

方

电

网研究对象化分布、时空域分层、横向跨域协同、纵向多级联动的新型电力系统继电保护系统架构，

打造与之适配性能更优的采传算三个环节。变电

站

监

控智

能

录

波

器全栈自主可控保护及通信设备站控层WMS站域区域控保平台母线保护过程层交换机问

隔

线

路

保

护

问

隔

母

线

保

护问

隔

变

压

器

保

护过程

层SV

G00SE采集执行单元线

路

保

护智能光纤交换机虚

拟子网全过程数据统

一

采集保

护

测

量

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数

据宽

频

数

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波

数

据区域保护控制级置配

网站

城

区

城

保

护

控

站

域

配

网

保

护

控制装

置算

传

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程

层

采

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控制

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磁

式直感器/

电

子

式

互

感

器小

微

传

感

器国aoo*制定新能源场站级控保协同架构体系，创新交流系统保护与新能源逆变器交互协同技术，组织完成首例基于控保协同的光伏线路故障快速恢复试验，实现了新能源故障恢复时间从分