[發(fā)明專利]規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護(hù)影響的分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510441645.3
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105024364A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路亮;何世恩;汪寧渤;焦在濱;馬彥宏;趙龍;陟晶;周強(qiáng);馬明;張健美;王明松
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)甘肅省電力公司;甘肅省電力公司風(fēng)電技術(shù)中心;西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 高玉濱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護(hù)影響的分析方法。

背景技術(shù)

我國風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段以后所產(chǎn)生的大型風(fēng)電基地多數(shù)位于“三北地區(qū)”(西北、東北、華北)，大型風(fēng)電基地一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，其電力需要經(jīng)過長距離、高電壓輸送到負(fù)荷中心進(jìn)行消納。由于風(fēng)資源的間歇性、隨機(jī)性和波動性，導(dǎo)致大風(fēng)電基地的風(fēng)電出力會隨之發(fā)生較大范圍的波動，進(jìn)一步導(dǎo)致輸電網(wǎng)絡(luò)充電功率的波動，給電網(wǎng)運(yùn)行安全帶來一系列問題。

截至2013年11月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)到668萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機(jī)容量的21％，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷提高、750kV超高壓交流外送線路的投產(chǎn)以及酒泉-株洲±800kV特高壓直流外送線路的批復(fù)，甘肅酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地將開創(chuàng)大規(guī)模、高集中、遠(yuǎn)距離、超高壓交流與特高壓直流聯(lián)合輸送的新能源發(fā)展模式。由于大風(fēng)電的波動性，風(fēng)電系統(tǒng)中引入大量電力電子器件，使得故障時暫態(tài)過程更加復(fù)雜，這使得繼電保護(hù)系統(tǒng)所面臨的故障特征發(fā)生了顯著變化。甘肅河西750kV電網(wǎng)作為風(fēng)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(shù)，其還具有交直流混聯(lián)電網(wǎng)的特征，特高壓直流輸電引入的電力電子裝置使得電網(wǎng)輸電線路故障暫態(tài)過程更為復(fù)雜，持續(xù)時間更長，諧波含量豐富，將對繼電保護(hù)帶來不可忽略的影響。因此需要對大風(fēng)電接入的交直流混聯(lián)電網(wǎng)繼電保護(hù)問題進(jìn)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(hù)配置方案，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在距離保護(hù)不正確動作率高，供電可靠性差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護(hù)影響的分析方法，以實現(xiàn)提高供電可靠性和電網(wǎng)安全性的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護(hù)影響的分析方法，主要包括：

a、針對不同故障類型，對基于工頻相量的距離保護(hù)原理進(jìn)行分析；

b、對基于工頻變化量距離保護(hù)的判據(jù)進(jìn)行分析；

c、對系統(tǒng)阻抗對工頻變化量距離的影響進(jìn)行分析。

進(jìn)一步地，所述步驟a，具體包括：

(1)單相接地故障，以A相單相接地短路故障為例：

在A相接地故障情況下，有：

公式(3)中，表示故障點k處的A相電壓；表示保護(hù)安裝處A相的電壓、電流；z₁表示被保護(hù)線路單位長度的正序阻抗；表示零序電流；L_k表示保護(hù)安裝處到故障點的測量距離；K表示零序電流補(bǔ)償系數(shù)，

在金屬性接地故障時，有：

存在過渡電阻R_f接地故障時，有：

進(jìn)一步地，所述步驟a，具體還包括：

(2)兩相不接地故障，以AB兩相短路故障為例：

發(fā)生故障時，有：

在金屬性故障時，上面兩式相減，有：

存在過渡電阻R_f時，有：

公式(7)中，是線路A、B相對端保護(hù)安裝處電流。

進(jìn)一步地，所述步驟a，具體還包括：

兩相接地故障，以AB兩相接地短路故障為例：

發(fā)生故障時，有：

發(fā)生故障時，上面兩式相減，有：

進(jìn)一步地，所述步驟b，具體包括：

按照故障點的電壓邊界條件建立其動作判據(jù)，當(dāng)在保護(hù)區(qū)末端故障時動作判據(jù)處于臨界狀態(tài)；保護(hù)區(qū)末端的故障分量電壓為：