中国电工技术学会青年工作委员会委员、西安理工大学电气工程学院教师、陕西省高层次引进人才王晓卫副教授牵头完成的科技成果“基于暂态信息的配网接地保护、故障隔离、故障自愈控制技术及成套装备”荣获2021年度陕西省科技进步二等奖。

研究背景

　　配电网作为电网的“最后一公里”，其供电可靠性直接影响经济发展与人民生活。据统计，配电网故障引发的停电占总停电次数的80%以上，其继电保护领域存在诸多仍未解决的技术难题，如接地选线准确性低、故障位置难以判定、故障隔离与自愈控制难以实现等。另一方面，陕西省地势呈南北高、中间低，由高原、山地、平原等多种地貌构成，气象复杂多变，全省配电网薄弱，抵御极端自然灾害能力差。陕西现阶段配电网故障处置手段落后、智能化水平低，严重制约陕西省"十四五"实现"追赶超越"的发展目标。

技术内容

　　针对该问题，王晓卫带领团队刻苦钻研，紧盯配电网故障处理难题，围绕配网接地保护、故障隔离、故障自愈、成套装备等关键技术开展重点研究，历时8年校企攻关，取得了集理论、技术及装备于一体的系列研究成果，形成了5个方面的科技创新，攻克了配电网故障处置领域技术难题：（1）基于暂态信息的接地故障综合投票选线技术：提出了基于模态分解的故障选线新原理1，提出了原子稀疏分解故障选线新原理2，构建了随机共振故障选线新原理3。据此，构建了采用3种选线新原理的综合投票选线法，据统计，故障选线准确率从85%提升至99.8%。（2）基于暂态信息的接地故障混合测度定位技术∶提出了S变换+信息熵的定位新原理1，构建了时域波形整体量化测度的定位原理2，建立了暂态与稳态可信度差异化测评的定位原理3。据此，构建采用3种定位新原理的接地故障混合测度定位技术，定位结果准确性可达98.5%。（3）基于分级保护配置的故障快速隔离技术∶提出了基于配电线路阻抗分布规律的分级保护配置新方法，构建了自适应就地型馈线自动化应用新模式，实现了一次重合即可完成配网的故障定位与隔离。现场应用表明，该技术使平均故障停电范围减少40%。（4）考虑多DG协同的配电网故障自愈控制技术∶构建了考虑小扰动与负荷时变特性的含DG动态重构调控策略，提出了考虑大扰动场景的配网二阶段故障重构与自愈控制新策略，建立了考虑多种DG协同作用的配网双阶段优化重构策略。3种调控策略协同作用，实现了含DG接入配网故障自愈与供电恢复的全部应用场景，故障恢复时间减少20%。（5）研发了配电网故障智能化处置成套装备：该装备采用多源信息融合，可实现接地选线、区段定位、快速隔离、供电恢复、自愈控制一体化。目前，该套设备在国内1250座变电站的6440条配电线路上进行挂网运行。统计数据表明，应用该套设备后线路出线开关跳闸次数下降48%，供电可靠性提升0.02个百分点，投诉率了下降56%。

技术路线

　　该项目累计授权发明专利30余项，发表IEEE Trans. Smart Grid、IEEE Trans. Power Delivery等在内的论文120余篇，其中SCI、EI收录100余篇，软著11项，制定《6kV～20kV电容分压式高压取电装置技术规范》和《12kV智能配电柱上开关通用技术条件》行业标准2项。

应用成果

　　该项目研究成果在陕西、江西等12省的电力公司进行推广应用，产生了显著的经济效益，极大提升了配电网故障的智能化处置水平，使得配电网的故障处置更加的有序化、智能化、精准化。应用该成果后，国网陕西电力公司近3年故障停运次数减少18550次，故障排查时间减少29680小时；西安兴汇电力科技有限公司，累计销售6645套自取能一体化故障隔离装置，极大提升了企业的核心竞争力；国网江西电力公司在全省推广后，配电线路故障停运总次数大幅下降85%，累计故障停电时间减少8.97万小时。

成果验收及评价　

委员简介

　　王晓卫，博士，副教授，毕业于西安交通大学电力系统及其自动化专业，长期从事新型电力系统继电保护、配电网接地故障快速处置、电力工程信号处理等方面的研究。入选陕西省高层次人才引进计划，担任IEEE PES电力线路保护、配电线路保护、直流系统规划与设计、低压直流配电网技术4个分委会常务理事，当选中国电工技术学会第九届青年工作委员会委员、继电保护领域SCI期刊《Protection and Control of Modern Power Systems》Associate Editor、CSCD核心期刊《中国电力》首届青年编委会委员。近年来，主持了包括国家自然科学基金-面上项目、青年项目、陕西省高层次人才引进计划项目、国家电网公司科技项目、陕西省重点研发计划，参研了国家重点研发计划、国家自然科学基金-重点项目等多项科研课题；在《IEEE Trans. on Smart Grid》、《IEEE Trans. on Power Delivery》《电工技术学报》等国内外期刊上发表论文90余篇，SCI收录26篇，EI收录52篇，其中，以第一作者或通讯作者发表论文63篇；以第一发明人申请发明专利35项；研究成果获省部级科技进步奖10项、厅级科技奖3项，其中第一完成人6项（二等奖2项，三等奖4项）：2021年陕西省科技进步二等奖1项（排名第1），2015年、2019年中国煤炭工业协会科学技术二等奖、三等奖各1项（排名第1），2015年、2019年、2022年河南省科技进步三等奖各1项（排名第1）；以参与人获省部级科技进步奖4项：2017年中国电力科学技术三等奖1项、2017年中国煤炭工业协会科学技术三等奖1项、2020年江西省科技进步三等奖1项、2021年国家电网公司科技进步三等奖1项。