新型电力系统以新能源和高比例电力电子设备为特征，对继电保护提出新的挑战。主要挑战包括：新能源电源和柔直的故障规律与传统同步机不同，可分为暂态自然响应、本体保护响应、控制器动态响应和控制器稳态控制四个阶段，其中暂态自然响应阶段故障特征不受电力电子控制策略影响，控制器稳态控制阶段的控制目标决定电气量特征规律，新能源发电稳态故障电流相位较故障前体现滞后性，与电压跌落深度强相关，柔直的控制策略努力维持原有输送功率，故障电流穿越特性更为明显，且与故障严重程度弱相关；电源内电势变化颠覆了传统基于同步机特性的继电保护理论基础，故障电流幅值受限和相角受控、等值序阻抗波动、频率偏移和谐波含量大等电气特征，造成传统保护灵敏度和可靠性降低。
针对上述挑战，NARI提出了多项新技术探索方案：
- 基于幅相平面的三区域差动保护，解决传统相量差动应用于线路双端均是电力电子设备时，因故障电流受限，穿越性负荷电流占比大导致保护灵敏度不足的问题。
- 结合暂态信息的自适应距离保护，根据方向信息动态调整距离保护动作特性，解决短路电流源与极化电压源不一致造成距离保护在近区相间短路拒动误动问题。
- 电压量选相元件，利用电压量构建选相元件，避免了受控电源侧送出线路中电流序分量可能误选相问题。
- 大型电力变压器主动保护技术，通过多学科交叉融合，探索变压器内部故障演化规律、外部扰动对故障表征参量影响机理，构建多物理场多维特征的大型电力变压器主动保护技术，实现变压器早期严重缺陷和轻微故障辨识，提升设备安全运行水平。
- 基于脉冲电流和超声特征信息的变压器保护技术，利用脉冲电流、声音等特征信息反应放电发展规律，判断是否即将发生贯穿性高能量电弧故障。
- 基于游离气体特征的变压器数字式瓦斯保护技术，轻瓦斯告警后自动取气、自动分析、自动诊断故障并上送报告、自动排气注油。
- 基于变压器主磁通估算的励磁涌流识别技术，有效区分励磁涌流和故障电流。
- 基于5G通信的配网故障快速隔离与自愈技术，实现配网馈线故障的快速定位与区段隔离，通过频域和邻域信息实现单相接地故障快速定位与隔离，基于5G通信的协同控制技术实现配网快速自愈。
未来展望：
- 从“依赖”到“不依赖”，以构建不依赖电源特性的保护原理为目标，强化主保护寻找内部故障能表征被保护对象拓扑或参数变化的特征量，探索基于时域解析模型、暂态量特异性特征、被保护对象自然边界或构造边界的保护原理。
- 从“被动”到“主动”，利用电力电子设备可控性，在满足自身设备安全和系统稳定要求的前提下为保护判别故障创造条件。研究通过电力电子设备主动注入和检测特定频率、特定幅值的信号，提升故障甄别的灵敏性和可靠性。探索构网型控制模式为故障分析方法应用和故障正确判断创造有利条件。
- 以故障形态可模拟保护性能可验证为目标，研究新型电力系统各类试验场景构建及新型保护性能校核验证技术。
