【導語】隨著 “十五五” 新型電網建設規劃落地，超5萬億電網投資持續推進，國內電力系統正全面朝著低碳、高韌性、智能化方向轉型。大規模風電、光伏等新能源集中接入配電網后，傳統繼電保護長期存在的適配短板逐步凸顯，原有技術體系已難以匹配復雜有源配電網運行工況。北京國力電氣科技有限公司開創性提出的"網絡繼電保護”新原理，以"網絡通信+供電拓撲網絡"雙通道互聯模式實現毫秒級故障快速切除與隔離，成為繼電保護領域數十年來的重大突破，更為新型電網安全運行提供了核心技術支撐。

五萬億投資撬動新型電網建設新紀元

國家能源局最新數據顯示，"十五五"期間全國電網固定資產投資將達到5萬億元以上，較"十四五"同期增長超80%，創下歷史新高。這筆巨額投資將重點投向三大方向：一是升級特高壓電力"高速公路"，新增投產15回左右特高壓直流輸電通道，西電東送規模超過4.2億千瓦;二是推動配電網數智化升級改造，全面提升配電網絡智能化水平;三是加快智能微電網發展，適應分布式能源大規模接入的新趨勢。 這一歷史性投入標志著我國新型電網建設進入加速期。

所謂新型電網，是以新能源為主體的新型電力系統對應的現代化電力網絡，是傳統電網升級重構后的新一代電網形態，核心適配“雙碳”目標、高比例風光新能源、多元柔性負荷與多類型儲能。在電源結構上，隨著火電、水電、風電、光伏、配套儲能、氫能發電等多電源融合，新型電網正面臨從單一的"輸電通道"向多元的"能源配置平臺"的深刻轉型。

綠電高比例接入倒逼繼電保護技術革新

新能源大規模并網改變了配電網原有運行邏輯，過去單電源輻射式供電網絡，逐步演變為多電源雙向潮流的復雜有源網絡，繼電保護作為電網故障第一道防線，最先承受運行特性變化帶來的沖擊。

當前配電網普遍采用的傳統微機繼電保護原理，基于同步機電源特性設計，采用分級配合的三段式電流保護模式，依賴固定定值整定實現故障判別。然而在綠電高比例接入的場景下，多重痛點集中顯現：

一是短路故障定位不準。高比例新能源、高比例電力電子設備接入讓電網拓撲更復雜、運行特性更多變，因此短路電流也呈現出幅值受限、相位波動、頻率偏移等特征。傳統繼電保護原理僅根據定值大小、級差時間配合的模式進行故障判別，存在靈敏度下降、不正確動作、越級跳閘等痛點。

二是定值整定失配。綠色電源運行方式總在變化，且出力具有強波動性，故障電流幅值隨之變化。傳統定值固定不變，無法實時跟蹤調整，輕則導致保護靈敏度下降，重則引發誤動或拒動，造成故障影響范圍擴大，甚至大面積停電。

行業內早已關注到這一核心矛盾。2024年4月，國家電網有限公司原副總經理陳國平在清華大學的“關于轉型期電力系統若干問題的思考”講座中提到：“繼電保護面臨原理性問題。傳統繼電保護原理出現不適應，存在靈敏度下降、甚至不正確動作的風險。需要研發不依賴同步機電源特性的保護新原理。” 這一判斷振聾發聵，直指新型電力系統建設的核心技術瓶頸。繼電保護作為電網安全的第一道防線，其原理性革新已成為新型電網建設亟待突破的關鍵課題。

網絡繼電保護：數十年原理桎梏的重大突破

直面行業痛點，北京國力電氣科技有限公司以創新性思維打破傳統“單裝置、獨立判據、定值大小、級差時間”的技術框架，于2019年率先提出"網絡繼電保護”新原理，開創了繼電保護技術的全新范式。該原理的核心在于采用"通信網絡+供電拓撲網絡"雙通道互聯模式--通信網絡是基礎，供電拓撲網絡是核心。

當短路故障發生時，級聯線路中被啟動保護之間通過網絡互相快速通信并共享信息，利用供電拓撲網絡關系，亳秒級完成故障定位，確定故障線路并使其最近的開關跳閘，快速切除、隔離故障。

這一看似簡單的模式轉變，帶來的卻是繼電保護原理層面的革命性突破，其核心優勢體現在八個維度：1、首創雙通道互聯架構，"通信網絡+供電拓撲網絡"雙輪驅動，通信保障信息實時共享，拓撲保障故障定位的物理準確性;2、故障判據從模擬量躍遷至數字量;3、取消保護配合級差，不需要分級保護，多級線路上任何一點故障均能快速確定故障位置，零延時動作跳閘;4、動態后備保護機制，當本級保護拒動時，可動態調整與其相鄰的上級保護為其后備保護;5、更強的適配靈活性，適合單進多出、多進多出的復雜配電網絡，自動適應供電運行方式變化;6、去中心化的分布式決策，故障判斷不依賴主站或后臺機，保護裝置之間通過對等通信即可自主完成故障定位、切除及隔離，適應分布式饋線自動化建設，避免了主站單點故障風險;7、免維護的自適應特性，系統可自動適應設備更換或運行方式調整，無需人工重新整定保護方案，大幅降低了運維成本和人為整定失誤風險;8、尤其適應新型電網，可快速完成故障定位、切除并隔離，防范瞬間停電現象。

從煤礦場景出發：技術落地的堅實足跡

任何新技術的價值，都需要現場實際工況檢驗。考慮到煤礦井下供電級數多、變電所距離近、短路電流大、故障后果嚴重，是繼電保護運行條件最嚴苛的應用場景，北京國力優先將“網絡繼電保護”技術落地煤礦供電系統，針對性解決困擾行業數十年的越級跳閘、接地故障選線不準等難題。

基于該原理，北京國力自主研發的煤礦智能供電整體解決方案已廣泛推廣至國家能源集團、中煤能源集團、陜煤集團、山東能源集團、晉能控股集團、山西焦煤集團、潞安化工集團、貴州邦達集團等20余家大型能源集團，在全國煤礦落地200多個供電智能化項目，取得了顯著的經濟效益與社會效益。以黑龍江某大型煤礦的應用為例。該礦井下供電系統結構復雜，多年來一直飽受越級跳閘、接地故障選線不準的困擾。應用北京國力“網絡繼電保護”技術后，井下供電故障實現毫秒級精準切除，徹底杜絕越級跳閘，全年事故停電時間減少75小時，有效保障了井下安全生產，每年減少因停電造成的生產損失超千萬元。

規模化落地產生的實際成效，也得到行業官方認可，依托“網絡繼電保護”新原理研發的煤礦供電網絡保護防越級跳閘技術、煤礦高壓接地故障精確選線技術、煤礦低壓漏電故障防誤跳技術分別作為唯一一項供電技術入選2019年發布的《煤礦安全生產先進適用技術裝備推廣目錄(第四批)》、2024年發布的《礦山安全先進適用技術及裝備推廣目錄(2024 年)》。

跨場景賦能：技術外延加速拓展

煤礦場景的成功驗證，為“網絡繼電保護”新原理的更廣泛應用奠定了堅實基礎。作為一項具有普適性的繼電保護原理創新，其價值絕不僅限于煤礦一個領域。當前，北京國力正加速發揮技術延伸優勢，深化應用場景創新，推動"網絡繼電保護"新原理從煤礦向新型電網、工礦、冶金、算力、數據中心等更多行業場景滲透。

短路故障定位不準、越級跳閘，不僅僅是煤礦供電系統幾十年未解決的問題，在傳統的城鄉配電網、工礦企業供電系統也一直是痛點問題。因傳統繼電保護獨立判別，滿足定值及時間即跳閘的原理，無法準確定位短路故障，傳統配電網發生短路故障后，只能由變電所出口側開關跳閘，全線路停電檢修，采用人工試送的方式查找故障線路，查找故障和恢復供電非常困難。網絡繼電保護新原理不僅攻克了煤礦供電系統的難題，采用通信網絡結合供電網絡的新模式確定故障線路，同樣能夠有效解決傳統城鄉配電網、工礦企業供電系統短路故障定位難題。實現了故障區段精準定位、快速隔離，避免故障引起越級跳閘，將停電影響控制在最小范圍內，準確隔離故障后，實現快速自愈，不影響用戶用電。

在新型配電網建設中，“網絡繼電保護”能夠有效解決高比例新能源接入帶來的保護適配難題，為配電網數智化升級提供核心安全支撐;在數據中心、算力基地等對供電可靠性要求極高的場景，毫秒級故障隔離能力可最大限度保障供電連續性，避免因停電造成的重大經濟損失;在冶金、化工等連續生產型工業場景，杜絕越級跳閘意味著減少非計劃停機，直接轉化為可觀的經濟效益。

從傳統微機保護到網絡繼電保護，改變的不僅是技術路徑，更是繼電保護的底層邏輯。隨著新型電網建設的深入推進，這一原創性的保護新原理有望成為配電網繼電保護的主流技術方向，為我國電力系統的安全穩定運行注入新的技術動能。北京國力也將持續深耕網絡繼電保護技術，以原理創新驅動行業進步，護航我國新型電力系統的轉型之路。