[發(fā)明專利]綜合考慮新能源及柔性輸電故障特性的保護(hù)定值整定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710675219.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107294048A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢兆東;鄭楊斌;俞秋陽;方勝文;楊利民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02H1/00
• 分類號(hào): H02H1/00;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及到綜合考慮新能源及柔性輸電故障特性的保護(hù)定值整定方法。

背景技術(shù)

繼電保護(hù)定值的整定計(jì)算工作中故障電流的計(jì)算是基礎(chǔ)。現(xiàn)有繼電保護(hù)定值整定軟件計(jì)算故障電流的流程如下：

讀取電網(wǎng)中所有設(shè)備的模型、參數(shù)和運(yùn)行方式信息，形成用于計(jì)算的阻抗/ 導(dǎo)納矩陣，根據(jù)需要計(jì)算的故障設(shè)備和故障類型對(duì)阻抗/導(dǎo)納矩陣進(jìn)行處理，得到故障點(diǎn)和電網(wǎng)中各個(gè)設(shè)備的的電流、電壓，及測(cè)量阻抗等信息。

上述的計(jì)算模式在處理風(fēng)電、光伏、包括UPFC、柔性直流輸電的柔性輸電電力電子設(shè)備特性時(shí)存在問題。這是由于現(xiàn)有整定軟件在故障計(jì)算時(shí)采用的靜態(tài)短路電流計(jì)算方法，該方法的本質(zhì)是對(duì)根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)形成的阻抗/導(dǎo)納矩陣進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理得到相應(yīng)的故障計(jì)算結(jié)果，在電網(wǎng)中僅存在母線、線路、變壓器、發(fā)電機(jī)等傳統(tǒng)設(shè)備的情況下，該方法是有效的。但如果電網(wǎng)中存在風(fēng)電、光伏、柔性輸電等電力電子設(shè)備時(shí)，該方法存在明顯的缺陷。根本原因就在于風(fēng)電、光伏、柔性輸電等電力電子設(shè)備存在IGBT等電子器件及相應(yīng)的復(fù)雜控制回路，其對(duì)外呈現(xiàn)的復(fù)雜特性已經(jīng)無法用一個(gè)阻抗或者導(dǎo)納來進(jìn)行表達(dá)。此類設(shè)備在故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)的電流、電壓特性與常規(guī)的發(fā)電機(jī)相比差別很大，對(duì)此類設(shè)備的準(zhǔn)確的分析對(duì)傳統(tǒng)的靜態(tài)方法來說是一個(gè)無法逾越的障礙。

機(jī)電暫態(tài)仿真以潮流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。獲取可以用于潮流計(jì)算數(shù)據(jù)的常規(guī)思路是從EMS系統(tǒng)獲取電網(wǎng)的運(yùn)行信息，包括設(shè)備的參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、電壓、電流、功率等，這些數(shù)據(jù)可以用來實(shí)現(xiàn)潮流計(jì)算，為機(jī)電暫態(tài)的故障計(jì)算打下基礎(chǔ)。但在實(shí)際應(yīng)用中往往難以實(shí)用化，主要的原因在于：1)EMS數(shù)據(jù)的建模范圍與整定軟件不一致；2)EMS數(shù)據(jù)對(duì)外網(wǎng)的處理方式與整定軟件不一致；3)EMS中設(shè)備的命名與整定軟件不一致。4)EMS數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性無法滿足定值整定的需要；

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種考慮風(fēng)電、光伏、柔性輸電等電力電子設(shè)備特性的繼電保護(hù)定值整定軟件故障計(jì)算方法，其仿真結(jié)果更加接近實(shí)際測(cè)量值的故障電流。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：綜合考慮新能源及柔性輸電故障特性的保護(hù)定值整定方法，包含以下步驟：

1)從整定軟件數(shù)據(jù)庫獲取包括新能源及柔性輸電設(shè)備在內(nèi)的電網(wǎng)模型、參數(shù)、方式數(shù)據(jù)；

2)根據(jù)包括風(fēng)電、光伏、光熱、常規(guī)發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備的額定功率信息設(shè)置相應(yīng)的發(fā)電出力、電壓，根據(jù)包括風(fēng)電、光伏、光熱的新能源設(shè)備以及包括 UPFC、柔性直流輸電的柔性輸電設(shè)備的特性參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成可以用于潮流計(jì)算的斷面；

3)進(jìn)行潮流計(jì)算，如果計(jì)算失敗則返回第二步再次調(diào)整發(fā)電設(shè)備的發(fā)電出力、電壓、設(shè)備特性參數(shù)數(shù)值；

4)根據(jù)設(shè)定的故障設(shè)備和故障類型，使用典型的設(shè)備暫態(tài)參數(shù)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真，避免了人工維護(hù)；

5)計(jì)算故障點(diǎn)和電網(wǎng)中各個(gè)設(shè)備的電氣量信息。

進(jìn)一步的，步驟1中所述新能源設(shè)備包括風(fēng)電、光伏、光熱設(shè)備，柔性輸電設(shè)備包括UPFC、柔性直流輸電。

進(jìn)一步的，步驟2中所述發(fā)電設(shè)備包括常規(guī)發(fā)電機(jī)、風(fēng)電、光伏、光熱。

進(jìn)一步的，步驟5中所述電氣量信息包括電流、電壓、測(cè)量阻抗。

采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果是：

1)以整定軟件數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)為依托，不依賴于EMS的數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和實(shí)用性；

2)使用典型的設(shè)備暫態(tài)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，與常規(guī)整定軟件相比用戶需要額外維護(hù)的僅有風(fēng)電、光伏的設(shè)備類型、額定功率等少量信息，沒有增加維護(hù)工作量；

3)采用了機(jī)電暫態(tài)仿真的方法對(duì)風(fēng)電、光伏等電力電子設(shè)備進(jìn)行仿真，保證了故障計(jì)算的準(zhǔn)確性；

4)可根據(jù)新設(shè)備的不同特性開發(fā)新的模塊進(jìn)行支持和擴(kuò)展。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖1，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

該方法包含以下步驟：

1)從整定軟件數(shù)據(jù)庫獲取電網(wǎng)的模型、參數(shù)、方式數(shù)據(jù)，包括風(fēng)電、光伏、光熱、柔性輸電等電力電子設(shè)備的信息。

2)根據(jù)包括常規(guī)發(fā)電機(jī)、風(fēng)電、光伏、光熱的發(fā)電設(shè)備的額定功率信息設(shè)置相應(yīng)的發(fā)電出力、電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)包括風(fēng)電、光伏、光熱的新能源設(shè)備以及包括UPFC、柔性直流輸電的柔性輸電設(shè)備的特性參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成可以用于潮流計(jì)算的斷面。

3)進(jìn)行潮流計(jì)算，如果計(jì)算失敗則返回第二步再次調(diào)整發(fā)電設(shè)備的發(fā)電出力、電壓等數(shù)值。