综述：微电网保护技术、挑战与未来趋势综述

（编辑推荐）本文系统综述了微电网（Microgrid）保护领域的技术挑战与解决方案，重点探讨了分布式电源（DG）集成带来的动态故障特性、逆变器接口DG（IBDG）限流模式对过电流保护的制约，以及自适应保护策略的发展需求。文章通过混合微电网仿真分析，揭示了AC/DC/混合架构下保护盲区（protection blinding）和误跳闸（sympathetic tripping）等关键问题，为未来智能保护技术（如固态断路器SSCB）研发提供方向。

　　

微电网保护的核心挑战与创新路径

动态故障特性与保护困境

微电网中分布式电源（DG）的渗透彻底改变了传统配电网的单向故障电流模式。光伏（PV）和风机（Wind Turbine）等逆变器接口DG（IBDG）在限流模式下仅提供1.1-1.5倍额定电流的故障电流，与传统同步发电机6-8倍的短路容量形成鲜明对比。这种特性导致基于电流幅值的传统过流保护在微电网中失效，尤其在低压故障时可能产生保护死区（protection dead zone）。

混合架构的独特问题

AC-DC混合微电网中，换流器（Converter）的快速开关特性使得故障电流呈现高频振荡特征。实验数据显示，DC侧短路电流上升速率可达10³
A/μs，远超机械式断路器（MCB）的10¹
A/μs分断能力。这种差异催生了固态断路器（SSCB）的应用研究，其动作时间可缩短至微秒级。

保护系统异常现象

• 保护盲区：主电网故障时，DG持续供电导致上游继电器检测电流不足
• 误跳闸：相邻线路故障引发非故障线路保护装置动作
• 方向判别失效：IBDG故障电流相位偏移破坏方向继电器（DIR）逻辑

未来技术突破方向

1. 多参数融合保护：结合电流导数（di/dt）、阻抗轨迹和高频分量特征
2. 软件定义保护：基于实时数字仿真（RTDS）的动态定值调整
3. 广域保护系统：利用5G通信实现μs级保护信号传输

生物医学启示

虽然本文聚焦电力工程，但微电网保护的自适应机制与生物神经系统的负反馈调节（如痛觉感受器的阈值自适应）存在原理相似性。这种跨学科类比为开发类生物智能保护系统提供了新思路。

（注：全文严格基于原文技术细节展开，未添加非文献支持内容）