[發明專利]風電接入交直流混聯電網的330kV線路保護系統

在審

• 申請號: 201410187385.7
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103997023A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 何世恩;路亮;汪寧渤;宋國兵;丁坤;李津;周識遠
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網甘肅省電力公司;甘肅省電力公司風電技術中心;西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本發明涉及風電領域，具體地，涉及一種考慮大規模風電接入交直流混聯電網的330kV線路保護系統。

背景技術

目前，我國風電進入規模化發展階段以后所產生的大型風電基地多數位于“三北地區”（西北、東北、華北），大型風電基地一般遠離負荷中心，其電力需要經過長距離、高電壓輸送到負荷中心進行消納。由于風資源的間歇性、隨機性和波動性，導致大規模風電基地的風電出力會隨之發生較大范圍的波動，進一步導致輸電網絡潮流的波動，給電網運行安全帶來一系列問題。

截至2014年2月，甘肅電網并網風電裝機容量已達到702萬千瓦，約占甘肅電網總裝機容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風電并網規模的不斷提高、750kV超高壓交流外送線路的投產以及酒泉-株洲±800kV特高壓直流外送線路的批復，甘肅酒泉千萬千瓦級風電基地將開創大規模、高集中、遠距離、超高壓交流與特高壓直流聯合輸送的新能源發展模式。由于大規模風電的波動性，風電系統中引入大量電力電子器件，使得故障時暫態過程更加復雜，這使得繼電保護系統所面臨的故障特征發生了顯著變化。甘肅河西750kV電網作為風電外送通道，除電源具有波動性特征外，由于要采用±800kV特高壓直流輸電技術，其還具有交直流混聯電網的特征，特高壓直流輸電引入的電力電子裝置使得電網輸電線路故障暫態過程更為復雜，持續時間更長，諧波含量豐富，將對繼電保護帶來不可忽略的影響。因此需要對大規模風電接入的交直流混聯電網繼電保護問題進行深入分析研究，尤其需要研究各電壓等級的輸電線路的保護配置方案，保障電網安全穩定運行。

發明內容

在酒泉風電基地，330kV線路主要用于輸送風電，其一端連于風場，另一端接入750kV系統。因此330kV線路的保護配置需要更多地考慮單端風電場的故障特征對保護的影響。由于風場的序阻抗特性與常規系統特性差別較大，因此基于背側系統阻抗的保護受到影響電網的安全運行。

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種風電接入交直流混聯電網的330kV線路保護系統，以實現保證電網安全穩定運行的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種風電接入交直流混聯電網的330kV線路保護系統，所述系統配置如下：

主保護配置：采用光纖通道，配置兩套光纖差動保護，并利用光纖通道配置基于模型容感性判別的時域或頻域縱聯保護；

后備保護配置：采用基于工頻量的距離保護；

選相元件：采用基于差動電流的選相元件；

方向元件：采用90度接線的功率方向元件。

進一步的，所述主保護配置中采用的兩套光纖差動，為不同原理的光纖差動保護。

進一步的，所述后備保護配置采用；配置時域長線距離保護，并配置零序保護作為輸電線路的后備保護。

進一步的，所述選相元件還可采用，基于電壓的選相元件，或采用基于距離的選相元件。

進一步的，采用基于距離的選相元件時，則采用工頻量距離元件。

本發明的技術方案具有以下有益效果：

本發明的技術方案，通過對330kV線路系統的進行合理的配置，對各個保護階段的技術方案進行合理分配，達到了在大規模風電接入交直流混聯電網的情況下保證電網安全穩定運行的目的。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明實施例所述的保護跳閘邏輯方框圖；

圖2為330kV線路跳閘邏輯圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

一種風電接入交直流混聯電網的330kV線路保護系統，系統配置如下：

主保護配置：采用光纖通道，采用兩套光纖差動保護，并利用光纖通道配置基于模型容感性判別的時域或頻域縱聯保護，光纖通道為已的；

后備保護配置：采用基于工頻量的距離保護；

選相元件：采用基于差動電流的選相元件；

方向元件：采用90度接線的功率方向元件。

主保護配置：采用光纖通道，優選主保護雙重化，可采用原理不同的兩套光纖差動保護，并利用已有的光纖通道配置基于模型容感性判別的時域/頻域縱聯保護；

后備保護配置：采用基于工頻量的距離保護，優選配置時域長線距離保護；并配置零序保護作為輸電線路的后備保護。