《微电网继电保护技术规定》

ICS29.240.01

F19

中华人民共和国国家标准

GB/T—XXXX

微电网继电保护技术规定

Technicalrequirementsforrelayprotectionofmicrogrid

(征求意见稿)

20XX--发布20XX--实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/TXXXX—20XX

II

GB/TXXXX—20XX

微电网继电保护技术规定

1范围

本标准规定了微电网继电保护的类型、配置原则和技术要求。

本标准适用于并网型微电网和独立型微电网，单相和三相交流微电网，并网型微电网只

涉及一个并网点。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2900-2009电工术语

GB/T33589-2017微电网接入电力系统技术规定

GB/T33593-2017分布式电源并网技术要求

GB/T34129-2017微电网接入配电网测试规范

GB/T14549-1993电能质量公用电网间谐波

DL/T667-1999远动设备及系统

DL/T860-2004变电站通信网络和系统

IEC60050-617国际电工词汇（IEV）

IEC62933-1电力储能（ESS）系统-第1部分：术语

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

微电网microgrid

由分布式发电、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成（必要时含储能），是一个

能够基本实现内部电力电量平衡的小型供电网络。微电网分为并网型微电网和独立型微电网。

[GB∕T33589-2017,术语3.2]

3.2

独立型微电网isolatedmicrogrid

由多个分布式能源和负荷互联形成的有明确电气边界的本地电力系统，其电压为配电电

压等级，与大电力系统没有直接物理连接。

[IEC60050-617:2017,617-04-23]

3.3

并网型微电网non-isolatedmicrogrid

既可与外部电网并网运行，也可以独立运行，且以并网运行为主的微电网。

[GB∕T33589-2017,术语3.3]

3.4

孤岛islanding

包含负荷和电源的部分电网，从主网脱离后继续孤立运行的模式。

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GB/TXXXX—20XX

注：孤岛可分为非计划性孤岛和计划性孤岛。非计划性孤岛指非计划、不受控地发生孤岛。计划性孤

岛指按预先配置的控制策略，有计划地发生孤岛。

[GB∕T33593-2017,术语3.8]

3.5

分布式能源distributedenergyresource(DER)

与中、低压电网相连的电源，含有发电模式的负荷（例如储能系统），及其相关的辅助、

保护和连接设备(如果有)。

[IEC60050-617:2017,617-04-20]

3.6

分布式电源distributedgeneration(DG)

接入35kV及以下电压等级电网、位于用户附近，在35kV及以下电压等级就地消纳为主

的电源，包括同步发电机、异步发电机、变流器等类型电源。

注：包括太阳能、天然气、生物质能、风能、水能、氢能、地热能、海洋能、资源综合利用发电（含

煤矿瓦斯发电）等类型。

[GB∕T33593-2017,术语3.1，修改]

3.7

电力储能electricalenergystorage(EES)

能够吸收电能，存储电能并且释放电能的装置。此过程中伴随着能量转换过程。

注：ESS也可用于表示定义中描述的设备在执行自身功能时进行的活动。

[IEC62933-1:2018,1-3-6]

3.8

变流器converter

用于将电功率变换成适合于电网或用户使用的一种或多种形式的电功率的电气设备。

注：包括整流器、逆变器、交流变流器和直流变流器。

[GB∕T33593-2017,术语3.2]

3.9

并网点pointofconnection(POC)

微电网与配电网的电气连接点。

[IEC60050-617:2009,617-04-01]

3.10

电能质量powerquality

电力系统中给定点上，电流和电压特性偏离基准技术参数的程度。

注：某些情况下，这些参数可能涉及电力系统供电于连接到这些电力系统连接的负荷之间的兼容性。

[GB/T2900.87，术语和定义2.1，617-01-05]

3.11

总谐波畸变率totalharmonicdistortion(THD)

周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比（用百分数表示）

电压总谐波畸变率以表示，电流总谐波畸变率以表示。

[GB/T14549,术语3.8]

𝑇��𝑇��

3.12

微电网故障保护Microgridfaultprotection

当微电网主系统回路或一次设备或元件失效，通过相应的断路器跳闸使微电网恢复正常

工作的功能。

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GB/TXXXX—20XX

3.13

微电网暂态严重扰动Microgridtransientseriousdisturbances

由大型分布式能源或大负荷投切、非计划并离网切换、故障切除引起的电流、电压幅值

剧烈变化并且持续时间为毫秒级。

3.14

微电网动态严重扰动Microgriddynamicseriousdisturbances

由于可再生能源高渗透比和大量非线性设备所引起的电压、电流、功率、频率波动超过

正常值并且持续时间为秒级甚至分钟级。

4基本规定

4.1一般要求

4.1.1微电网继电保护是在合理的微电网结构下，正确区分微电网内外部故障、扰动或不正

常运行，从而快速隔离故障、缩小故障波及范围，并发出信号，保证微电网及其设备安全运

行。

4.1.2微电网保护应符合可靠性、选择性、灵敏性及速动性的要求。

4.1.3并网运行的微电网发生内部故障时保护应立即断开并网点，并可靠隔离故障，以保证

公共电网安全运行。

4.1.4本标准是在GB/T14285及其他相关标准的基础上，针对微电网的特殊性制定的技术

规定。

4.2保护配置原则

4.2.1微电网中的设备和线路应配置主保护和后备保护。

4.2.2微电网保护应考虑多种因素对保护功能的影响，包括系统运行方式、微电网设备元件

特点、接入方式、与公共电网的连接等。

4.2.3微电网系统保护应考虑分布式电源的稳定裕度、转动惯量、间歇性和不可控性等特性。

4.3选择性要求

4.3.1微电网保护应准确识别外部故障和内部故障。当外部故障发生时应由外部保护或并网

点的保护隔离故障。当内部故障发生时，微电网保护应准确识别故障支路，并动作于相应的

断路器隔离故障，非故障支路保护不误动。

4.3.2微电网发生扰动时，微电网保护不应误动作，并能发出信号。

4.4灵敏性要求

4.4.1微电网保护应具备灵敏地反应保护范围内各种运行方式下故障的能力。并能根据相关

设定原则使系统恢复正常。

4.5可靠性要求

4.5.1微电网保护应选用性能满足要求、原理简单适用的保护方案，并采取必要的措施来保

证不误动、不拒动。

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GB/TXXXX—20XX

4.6速动性要求

4.6.1对微电网保护范围内发生的任何故障应提供动作时间不超过系统或设备容许限度的

保护。

4.7定值整定

4.7.1微电网保护定值应根据微电网的拓扑结构、并离网方式、分布式能源类型与状态等系

统工况和系统对保护的具体要求整定定值。

4.7.2保护定值应与变流器的低电压穿越能力相协调，对于并网型微电网应满足电网相关规

定。

4.7.3微电网保护在微电网实际运行时，应根据微电网的拓扑结构、并离网方式、分布式能

源状态设定定值，以保证保护动作的灵敏性和速动性。

4.8记录功能

4.8.1微电网保护应具有故障记录功能，记录内容应包括保护动作过程，模拟量和开关量等

数据信息。

4.9时钟与同步

4.9.1微电网保护应具有硬件时钟和对时接口。

5并网点保护

5.1一般要求

5.1.1并网点是微电网与公共电网的电气连接点，并网点保护应满足公共电网的要求。

5.2保护配置

5.2.1差动保护

5.2.1.1并网点应配置差动保护，外部故障时，应可靠不误动。

5.2.2方向过流保护

5.2.2.1并网点应配置方向过流保护。

5.2.2.2由公共电网指向微电网侧的方向过流保护，其整定时间应与公共电网侧过流保护时

限及低电压穿越时间相配合，动作电流值应按公共电网侧特性进行整定。

5.2.2.3由微电网指向公共电网侧的方向过流保护，动作值应按照微电网特性整定。

5.2.3电压频率保护

5.2.3.1在并网点处应配置频率保护和电压保护。

5.2.4逆功率保护

5.2.4.1当微电网不被允许向公共电网提供电能时，在并网点处应配置逆功率保护。

5.2.5重合闸

5.2.5.1并网点应配置重合闸功能，重合闸应具备同期检定和无压检定功能。

5.2.6防孤岛保护

5.2.6.1并网点应根据公共电网需要配置防孤岛保护。当运行在并网模式下，并网型微电网

应投入防孤岛保护；在孤岛模式下应退出防孤岛保护。

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GB/TXXXX—20XX

6微电网系统保护

6.1并网型微电网系统故障保护

6.1.1故障识别

6.1.1.1在并网模式下，应遵循但不限于以下方法区分外部或内部故障。

a)当存在以下情况时，故障被判定为外部故障：

1)微电网流过并网点的电流超过整定值，且方向指向公共电网

2)并网点处瞬时电流THDI和瞬时电压THDU发生突变

b)当存在以下情况时，故障被判定为内部故障：

1)公共电网流过并网点的电流超过整定值，且方向指向微电网

2)存在瞬时电流THDI和瞬时电压THDU发生突变的支路

6.1.2保护策略

a)微电网外部故障时，微电网内部保护动作时间应躲开低电压穿越时限。

b)微电网内部故障时，保护应可靠隔离故障。如果故障隔离失败，则并网点保护应可

靠动作，将微电网与公共电网隔离。

c)孤岛运行模式系统故障保护定值应与对应的孤岛拓扑结构相适应。

6.2独立型微电网系统故障保护

6.2.1独立型微电网故障保护策略与并网型微电网基本相同。

6.3频率保护

6.3.1当微电网由于故障、扰动原因导致频率降低时，频率保护应根据系统设定的轮次切除

负荷。

6.3.2并网型微电网的频率响应时间，应满足GB/T33589-2017的要求。

6.3.3独立型微电网的频率响应时间，应参照GB/T33593-2017或满足用户的具体要求。

6.4电压保护

6.4.1微电网应配置系统电压保护。并网型微电网电压响应时间应满足GB/T33589-2017电

压响应时间的要求；独立型微电网电压响应时间，应参照GB/T33593-2017或满足用户的具

体要求。

6.5谐波保护

6.5.1微电网应配置系统谐波保护。当微电网发生内部故障时，根据故障支路谐波特征变化

判断故障并隔离。

7母线保护

7.1母线差动保护

7.1.1并网型微电网，可以孤岛模式运行的各电压等级母线应配置母线差动保护。

7.1.2独立型微电网各电压等级母线应配置母线差动保护。

7.1.3母线差动保护应能适应各种运行方式、各种类型的电源和负荷的运行特性及各种系统

操作。母线差动保护定值应能躲开外部故障引起的不平衡电流。母线差动保护应无延时切除

各种母线故障。

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GB/TXXXX—20XX

7.2断路器失灵保护

7.2.1微电网应配置断路器失灵保护，断开与拒动断路器连接的有源支路断路器。

8变压器保护

8.1一般要求

8.1.1微电网中变压器应配置差动保护和瓦斯保护为主保护。

8.1.2变压器应采用复压过流、方向过流保护和THD增量保护作为后备保护。

8.2差动保护

8.2.1变压器应配置差动保护作为主保护，并且在发生内部故障时无延时动作。

8.2.2差动保护应考虑各种绕组接线方式、中性点接地方式和电源类型。

8.2.3差动保护应设置防励磁涌流闭锁措施，外部故障时可靠不误动。

8.3瓦斯和温度保护

8.3.1变压器应根据需要配置瓦斯和温度保护。

8.3.2油浸式变压器配备瓦斯保护，重瓦斯跳闸，轻瓦斯报警。

8.3.3干式变压器应监控绕组温度并在过热情况下告警或跳闸。

8.4方向过流保护及过负荷保护

8.4.1微电网中变压器应配置方向过流保护作为后备保护。

8.4.2变压器保护应配置过负荷保护，以避免变压器长期运行于过载状态。

9线路保护

9.1一般要求

9.1.1微电网线路保护应在各种运行模式下区内故障不拒动，区外故障不误动。

9.1.2线路保护应根据线路类型、长度及负荷特性整定定值，并能适应微电网运行模式和分

布式电源各种特性，确保保护的灵敏度。

9.1.3独立型微电网应根据分布式电源提供的故障电流与并网模式下的不同整定线路保护。

9.2差动保护

9.2.1重要线路保护应配置差动保护并无延时隔离内部故障。在外部故障时，应可靠不误动。

9.3过流或方向过流保护

9.3.1线路保护应配置过流或方向过流保护，以保证及时准确隔离故障。

注：在孤岛模式中可再生电源渗透比较高，过电流保护灵敏度可能降低。

9.4接地故障保护

9.4.1三相微电网线路保护应配置单相接地故障保护。

9.4.2单相微电网线路保护应配置过电流和谐波保护。

9.5自动重合闸

9.5.1重要线路应配置自动重合闸功能。

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GB/TXXXX—20XX

10分布式电源保护

10.1一般要求

10.1.1分布式电源分为同步电机型、异步电机型和变流器型。当分布式电源发生故障，保

护应切除分布式电源并隔离故障。

10.1.2独立型微电网配备有工作在U/f模式下的主电源以及工作在P/Q模式其他电源，应

考虑分布式电源的主从关系配置保护。

10.1.3独立型微电网分布式电源保护应满足黑启动要求。

10.1.4分布式电源保护配置应满足NB/T32004、GB/T14285、GB/T25387、GB/T25388技

术规范，燃气轮机组保护参照企业标准规定。

10.2差动保护

10.2.1同步电机型和异步电机型分布式电源应装设纵联差动保护。

10.3逆功率保护

10.3.1同步电机型和异步电机型分布式电源应配置逆功率保护。当分布式电源原动机故障，

发电机将作为电动机继续运行并从母线获取电能，逆功率保护应断开分布式电源与母线的连

接。

10.4方向过电流保护

10.4.1变流器型分布式电源应配置正、反方向过流保护。

10.4.2当故障发生在变流器内部时，公共电网提供短路电流，从母线侧流向分布式