Applicable Boundary Calculation Method of Distance Protection for Grid-connected Lines with Full-power Power Electronic Sources

HE Jiawei; HE Dingzhi; LI Bin; WANG Panfeng; NI Chuankun; ZHOU Bouhao

doi:10.7500/AEPS20250702008

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Applicable Boundary Calculation Method of Distance Protection for Grid-connected Lines with Full-power Power Electronic Sources

Application Research | 更新时间：2026-11-02

- Applicable Boundary Calculation Method of Distance Protection for Grid-connected Lines with Full-power Power Electronic Sources
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Pages: 199-213(2026)
- 作者机构：
  
  1.智能配用电装备与系统全国重点实验室（天津大学），天津市 300072
  2.许继电气股份有限公司，河南省许昌市 461000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  China Electrical Equipment Group Co., Ltd(CEE-2023-B-01-01-012-XJ)
- DOI：10.7500/AEPS20250702008
  CLC：
- Received：02 July 2025，
  
  Revised：2025-11-22，
  
  Online First：16 October 2026，
  
  Published：10 December 2026
- 稿件说明：
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何佳伟,贺鼎智,李斌等.全功率型电力电子电源并网线路距离保护适用边界计算方法[J/OL].电力系统自动化, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20250702008.

HE Jiawei,HE Dingzhi,LI Bin,et al.Applicable Boundary Calculation Method of Distance Protection for Grid-connected Lines with Full-power Power Electronic Sources[J/OL].Automation of Electric Power Systems, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20250702008.
何佳伟,贺鼎智,李斌等.全功率型电力电子电源并网线路距离保护适用边界计算方法[J/OL].电力系统自动化, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20250702008. DOI：

HE Jiawei,HE Dingzhi,LI Bin,et al.Applicable Boundary Calculation Method of Distance Protection for Grid-connected Lines with Full-power Power Electronic Sources[J/OL].Automation of Electric Power Systems, http://dx.doi.org/10.7500/AEPS20250702008. DOI：

摘要

新型电力系统中电力电子电源接入容量和占比不断提升，其对继电保护动作性能的不利影响逐渐凸显。全功率型电力电子电源无功补偿能力无法完全等同于同步机电源，会导致距离保护在区内故障时的拒动风险、在区外故障时的误动风险显著增加。为此，文中研究了全功率型电力电子电源接入下比相式距离保护的适用边界。提出了以保护性能要求为约束，以电力电子电源接入容量（作为保护适用边界的评价指标）上限为目标的距离保护适用边界定量计算方法。进一步地，分析了主导保护性能的影响因素，并提出了保护适用边界计算的效率提升方法。最后，大量仿真结果表明，所提方法具有计算精度高、速度快的特点，能够实现距离保护适用边界的准确评估。

Abstract

With the continuously increasing integration capacity and penetration of power electronic sources in new power systems

their adverse impacts on the operating performance of relay protection have become prominent. The reactive power compensation capability of full-converter power electronic sources cannot be fully equivalent to that of synchronous generators

which significantly raises the risk of failure-to-trip for distance protection under internal faults and maloperation under external faults. To address this issue

this paper investigates the applicable boundary of phase-comparison distance protection with the integration of full-converter power electronic sources. A quantitative calculation method for the applicable boundary of distance protection is proposed

which takes protection performance requirements as constraints and targets the upper limit of the integration capacity of power electronic sources (adopted as the evaluation index for the applicable boundary). Furthermore

the dominant factors affecting protection performance are analyzed

and an efficiency improvement method is put forward for the calculation of the applicable boundary. Finally

extensive simulation results demonstrate that the proposed method features high calculation accuracy and fast computation speed

enabling accurate evaluation of the applicable boundary of distance protection.

关键词

Keywords

references

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