[發(fā)明專利]一種適用于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線的故障選相方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510925563.6
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN105375532A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張哲;肖繁;尹項(xiàng)根;文明浩;陳衛(wèi);楊航
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02J3/44
• 分類號: H02J3/44;G01R31/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 黎慧華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線的故障選相方法。

背景技術(shù)

選相元件是高壓電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的重要元件。在傳統(tǒng)的選相方法中，均假設(shè)電網(wǎng)的正負(fù)序阻抗相等。然而，隨著風(fēng)電機(jī)組的接入，其饋入電網(wǎng)的故障電流特性發(fā)生了很大的變化，使得風(fēng)電系統(tǒng)中的突變量選相元件難以滿足雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線保護(hù)的選相需求。現(xiàn)有技術(shù)針對雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線的故障選相方法已開展了多方面的研究，如對于雙饋風(fēng)電機(jī)組撬棒動作后的故障特性，分析了其正、負(fù)序阻抗不等對選相元件的影響；針對撬棒電路的投入和風(fēng)電場的弱饋特性，分析了故障選相裝置誤選相的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。

上述現(xiàn)有技術(shù)主要針對雙饋風(fēng)電場撬棒電路投入的情況。但在大多數(shù)故障情況下，雙饋風(fēng)電機(jī)組的撬棒保護(hù)不會動作，而是由轉(zhuǎn)子變頻器進(jìn)行勵磁調(diào)節(jié)控制；在勵磁調(diào)節(jié)狀態(tài)下，雙饋風(fēng)電機(jī)組饋出短路電流遠(yuǎn)比撬棒保護(hù)動作時復(fù)雜，其短路電流大小與機(jī)端電壓及采用的低電壓穿越控制策略相關(guān)。特別是在采用平衡的負(fù)序電流為目標(biāo)時，雙饋風(fēng)電場完全不饋出負(fù)序電流，其負(fù)序分流系數(shù)為零，使得以正、負(fù)序電流分流系數(shù)相等為前提的電壓突變量和電流突變量選相方案性能劣化，即僅以各相電壓突變量或各相電流突變量之間的關(guān)系來判別電網(wǎng)故障類型和故障相別的傳統(tǒng)電壓突變量和電流突變量選相方案難以應(yīng)用于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線。綜上可知，由于雙饋風(fēng)電場在電網(wǎng)故障情況下饋出復(fù)雜的故障電流，使得現(xiàn)有電網(wǎng)故障選相方法難以滿足于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線的選相需求，需要新的故障選相方案，為電網(wǎng)和風(fēng)電場的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種適用于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線的故障選相方法，其目的在于解決現(xiàn)有電壓突變量和電流突變量選相技術(shù)應(yīng)用于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線時選相不正確的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種適用于雙饋風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線的故障選相方法，具體包括以下步驟：

(1)獲取線路保護(hù)安裝處各相電壓、各相電壓突變量，各線電壓突變量和零序電壓值；

(2)根據(jù)上述保護(hù)安裝處各相電壓突變量與兩相間的電壓突變量差之間的比例關(guān)系，獲取故障相別選擇系數(shù)；

現(xiàn)有故障選相技術(shù)僅根據(jù)單相電壓突變量之間的關(guān)系確定故障類型和故障相別；本發(fā)明將單相電壓突變量和相間電壓突變量進(jìn)行上述極化處理后獲取故障相別選擇系數(shù)；

由于故障相電壓突變量相較于非故障相相電壓突變量對電網(wǎng)故障具有更高的靈敏度，且與故障相相關(guān)的兩相相間電壓突變量相較于含健全相的兩相相間電壓突變量對電網(wǎng)故障具有更高的靈敏度；因此，本發(fā)明的這種處理，綜合了單相電壓突變量與相間電壓突變量對電網(wǎng)故障靈敏度高的特點(diǎn)，具有更好的識別電網(wǎng)故障類型和故障相別的能力；

(3)根據(jù)零序電壓值與額定電壓的大小判斷電網(wǎng)是否發(fā)生接地故障，若是，則進(jìn)入步驟(5)；若否，則判定電網(wǎng)發(fā)生相間故障，進(jìn)入步驟(6)；

(4)將所述故障相別選擇系數(shù)排序，確定故障相別選擇系數(shù)的最大值、中間值和最小值；

(5)根據(jù)故障相別選擇系數(shù)的最大值與中間值的比例K，確定電網(wǎng)接地故障的類型；

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，故障相電壓突變量相較于非故障相的其他相電壓突變量對故障具有更高的靈敏度；且與故障相相關(guān)的兩相相間電壓突變量相較于含健全相的兩相相間電壓突變量對故障具有更高的靈敏度，即故障相別選擇系數(shù)的最大值遠(yuǎn)大于中間值；而對于兩相接地故障來說，兩個故障相電壓突變量對故障的靈敏相同，而兩個含健全相的相間電壓突變量對故障的靈敏度也相同，即故障相別選擇系數(shù)的最大值不會遠(yuǎn)大于中間值；

因此，若故障相別選擇系數(shù)的最大值與中間值的比例K大于閾值m，則判定電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障，且故障相為故障相別選擇系數(shù)最大值對應(yīng)的相；若故障相別選擇系數(shù)的最大值與中間值的比例K小于或等于閾值m，則判定電網(wǎng)發(fā)生兩相接地故障，且健全相為故障相別選擇系數(shù)最小值對應(yīng)的相；

(6)根據(jù)故障相別選擇系數(shù)的最小值與中間值的比例N，確定電網(wǎng)相間故障的類型；

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生兩相相間故障時，故障相的電壓突變量相較于健全相的電壓突變量，對故障具有更高的靈敏度；且故障相的兩相相間電壓突變量比含健全相的兩相相間電壓突變量對故障的靈敏度更高，即故障相別選擇系數(shù)的中間值應(yīng)遠(yuǎn)大于最小值；而對于三相對稱故障來說，各相電壓突變量的靈敏度相同，同時兩相相間電壓突變量也相同，即三個故障相別選擇系數(shù)的大小相同；