本站原创推荐国家技术发明奖项目公示
项目名称电力线路行波保护技术推荐单位完成人(及完成单位):董新洲(清华大学,大学(,(,(,(大学项目简介:
能源电力安全关系国计民生,社会稳定,《国家中长期科学技术发展规划纲要2006-2020》将"大规模互联电网的安全保障技术"列为优先主题,作为大电网安全的第一道防线,继电保护通过快速检测并切除故障设备以达到保障电网安全的目的,责任重大.美国电气电子工程师学会IEEE继电保护委员会调研表明"70%的大停电是由继电保护诱发或加剧的",表明现有继电保护尚不完善.行波保护是根据线路故障后出现的行波信息构成的新一代前沿线路继电保护技术,也是世界各国投巨资角逐但又未突破的技术,其特点和难点是在高强电磁环境下捕获微秒级行波信息并在数毫秒内完成正确的故障判断和动作跳闸.本项目在国家基金委,科技部的支持下,历经10余年的攻关,提出了行波基础理论,攻克了行波保护关键技术,通过产学研和实质性的国际合作,取得多项原创性发明并产业化.获授权发明专利41项(其中国际专利10项),软件着作权2项,发表SCI论文36篇.主要技术发明点如下:
1.发现并证实故障初始瞬间所出现的初始行波是故障的本质表征,提出利用窄时窗,宽频窗(0-128μs,0-200kHz)初始行波信息构造继电保护的思想和方法,发明了行波的高可靠性多尺度小波算法,发明了多路行波高速同步采集和快速并行处理技术.
2.突破超/特高压线路所用电压互感器CVT不能传变电压行波的瓶颈,创造
性地利用低频电压对电流行波进行极化以获取故障方向,首创行波保护的抗强电磁干扰技术及其后备保护技术,发明了超特高压线路行波方向比较式纵联保护技术,故障方向判别时间5ms,保护动作时间15ms,比传统保护快1倍.
3.针对中性点非有效接地故障强负荷背景,弱故障特征难题,发现并证实行波与中性点接地方式几乎无关,国际首创跨间隔,多频带行波信息比较的接地故障判别方法,发明了配电线路行波选线技术,正判率从60%提升到95%.
4.针对中性点有效接地系统线路高阻接地故障检测难题,利用行波免疫于过渡电阻特性发明了高阻接地故障行波检测技术,接地电阻检测灵敏度高于1kΩ,比传统保护高1倍,针对单端量保护不能兼顾选择性和速动性,国际首创利用二次扰动信息的无通道保护技术,动作时间比传统定时限电流保护减少50%.
项目成果已产业化并成功应用于我国29个省市自治区,涵盖电力,航天,军工等多行业领域,包括西电东送750kV输电,神州系列飞船发射供电保障等重要工程,也应用于欧美等国家,显着提升了电网安全水平.近三年销售8465套,新增直接销售额2.8亿元,出口创汇8920万美元,间接经济效益逾百亿元.
项目成果被贺家李,杨奇逊,张启平等院士专家鉴定为"居国际领先地位","填补了国内外空白",被英国工程技术学会IET评价为"闪亮的中国电力解决方案",国际大电网组织Cigre成立了首个以中国原创技术为基础,项目负责人任主席的"行波保护工作组",项目获中国电力科技奖技术发明奖设奖以来首项唯一的一等奖,陕西省科学技术奖一等奖和第42届日内瓦国际发明展金奖.
推广应用情况
针对不同电压等级不同线路结构的行波保护技术已分别由北京衡天北斗科技有限公司,国电南京自动化股份有限公司,ALSTOM/施耐德公司产业化(施耐德通过与ALSTOM的合并,分拆取得了P14X产品技术),近三年8465套行波保护产品应用于我国电网,覆盖电力,军工,航天,石化等多行业领域,由ALSTOM/施耐德公司生产的产品还在世界多国电网销售,使用,在保护电力系统安全方面发挥了重要作用.
SL-01行波选线装置已推广应用到我国除香港,澳门之外的主要省份,无通道保护装置P14X从2004年起,陆续在兰州110千伏T接双回输电线路,国网首批智能配电网示范工程厦门供电局和西安世界园艺博览会供电工程中应用,含高阻接地检测功能的P14X最早应用于英国国家电网,首套适合于超特高压线路的行波方向纵联保护装置TP-01于2016年投运国家电网公司西电东送大动脉750kV乾县-信义线,含大电流功率放大器的行波保护测试仪TPTP-01已被我国仅有的两家权威检测机构中国电科院和许昌开普检测技术有限公司作为检测工具,对行波,暂态类继电保护,故障测距和安全自动装置进行检测.曾获科技奖励情况:
主要知识产权证明目录:
1.发明专利权,高压输电线路超高速行波方向纵联保护方法,装置和系统201610047582.5,2016-05-14,第1401229号,清华大学,董新洲施慎行王世勇崔柳王珺王飞姜博小电流接地系统故障选线方法和装置01118471.X,2002-02-13,第161316号,清华大学,董新洲基于暂态行波的高阻接地故障检测方法200710303724.3,2016-05-28,第672553号,清华大学,董新洲施慎行输电线路故障方向元件201610238232.X,2016-05-19,第871921号,清华大学,董新洲王世勇施慎行王宾输电线路数字式行波保护方法及其继电器与保护系统ZL01143449.X,2002-07-03,第146578号,清华大学,国电南自,董新洲郭效军葛耀中贺家李用于输出宽频带大电流的功率放大器ZL201610243134.5,2016-07-14,第1055311号,北京衡天北斗科技有限公司,清华大学,李建华董良斌董新洲施慎行MethodandsystemforonlineFerroresonancedetection,欧洲,EP2577827,2016-11-05,ALSTOMTechnologyLtd,TsinghuaUniversity,XinzhouDong,XuyangLi,ZhiqianBo,RayChatfield,AndrzejKlimek
8.发明专利权,Methodandsystemfortransientandintermittentearthfaultdetectionanddirectiondeterminationinathree-phasemedianvoltageelectricpowerdistributionsystem,欧洲,EP2417467,2016-03-20,ALSTOMTechnologyLtd,TsinghuaUniversity,SCHNEIDERELECTRICENERGYUKLtd,XinzhouDong,TaoCui,ZhiqianBo,AndrzejKlimek,AndrzejJuszczyk
9.发明专利权,配电线路单相接地行波保护装置201610253747.9,2016-10-22,清华大学,董新洲王珺施慎行一种配电线路不对称故障继电保护方法201610138050.7,2016-11-04,清华大学,董新洲施慎行报名
董新洲,排名:1,教授,工作单位:清华大学,完成单位:清华大学,对本项目技术创造性贡献:项目负责人和主要研究人员,设计了项目整体技术方案,提出了基于极化电流行波的超特高压输电线路保护方法,发明了行波选线装置,提出了基于暂态行波的高阻接地故障检测方法,对发明点1,2和3都做出了创造性贡献.旁证:专利1-10.曾获国家科技奖励情况:2007年基于行波原理的电力系统在线故障测距技术获国家技术发明奖二等奖,第2完成人.
施慎行,排名:2,技术职称:副教授,工作单位:清华大学,完成单位:清华大学,对本项目技术创造性贡献:主要研究人员,参与项目技术方案的整体设计,研制了行波选线装置,提出了基于极化行波电流行波的保护系统,发明了基于暂态行波的高阻接地故障检测方法,对发明点1-3做出了创造性贡献.旁证:专利1,3,4,6,9和10.曾获国家科技奖励情况:无.
王宾,排名:3,技术职称:副教授,工作单位:清华大学,完成单位:清华大学,对本项目技术创造性贡献:主要研究人员,提出了输电线路行波方向元件,参与研制了高阻接地故障检测装置,对发明点1和3做出了创造性贡献.旁证:专利4.曾获国家科技奖励情况:无.
王世勇,排名:4,技术职称:工程师,工作单位:国家电网公司北京电力公司,完成单位:清华大学,对本项目技术创造性贡献:主要研究人员,研制了基于极化电流行波的行波方向保护装置,对发明点1做出了创造性贡献.旁证:专利1和4.曾获国家科技奖励情况:无
赵光,排名:5,技术职称:高级工程师,工作单位:北京衡天北斗科技有限公司,完成单位:北京衡天北斗科技有限公司,对本项目技术创造性贡献:作为技术主要实施人员,实现了行波选线技术的产品化开发和大量的现场应用,对发明点2做出了创造性贡献.旁证:2016年中韩继电保护论坛论文《Trellingwesbasedsingle-phase-to-groundfaultfeederselectoranditsapplication》.曾获国家科技奖励情况:无
葛耀中,排名:6,技术职称:教授,工作单位:西安交通大学,完成单位:西安交通大学,对本项目技术创造性贡献:主要研究人员,提出了项目技术架构和数字式行波保护系统,对发明点1-3做出了创造性贡献.旁证:专利5,专着《新型继电保护和故障测距的原理与技术