[發明專利]一種基于諧波保護裝置的電網保護方法與系統

有效

• 申請號: 201811580045.5
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109617029B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 劉有為;葛鑫亮
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司檢修公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于諧波保護裝置的電網保護方法，其特征在于，所述方法包括：

采集母線的電壓信號以及所述母線的各出線的電流信號；

基于所述采集的母線電壓信號和所述出線電流信號，計算所述母線諧波電壓向量、所述出線各次諧波電流向量和所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數；

基于所述母線諧波電壓和所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數以及設定的諧波保護定值和保護時延，對電網進行保護；

所述基于所述采集的母線電壓信號和所述出線電流信號，計算所述母線諧波電壓向量、所述出線各次諧波電流向量和所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數包括：

基于所述采集的母線電壓信號和所述出線電流信號，采用傅立葉算法計算所述母線諧波電壓向量、出線各次諧波電流向量及電壓總體波形畸變率；

基于所述母線諧波電壓向量、出線各次諧波電流向量及電壓總體波形畸變率計算所述母線諧波電壓和出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數；

所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數包括：

利用最小二乘法對計算的多組電壓相量、電流相量進行擬合，建立諾頓等效模型；

基于建立的諾頓等效模型確定出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數；

所述諾頓等效模型基于下式設定：

式中，為第h次諧波電流相量，為第h次諧波電壓相量，為第h次諧波導納，為出線發出的第h諧波電流分量；

所述基于建立的諾頓等效模型確定出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數包括：

基于諾頓等效模型得到各出線發出的h次諧波電流

將所述各出線發出的h次諧波電流進行向量疊加得出該次諧波總電流在諧波總電流相量中對各出線諧波電流進行投影得出出線對母線諧波電壓的貢獻系數。

2.如權利要求1所述的一種基于諧波保護裝置的電網保護方法，其特征在于，所述基于所述母線諧波電壓和所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數以及設定的諧波保護定值和保護時延，對電網進行保護包括：

如果所述母線諧波電壓大于同次諧波電壓保護定值且持續時間超過保護時延定值，立即向母線諧波電壓的貢獻系數最大的出線斷路器發出跳閘信號；

基于切除母線諧波電壓的貢獻系數最大的出線斷路器后，重新對剩余電網中母線諧波電壓進行判斷，如果所述母線諧波電壓大于同次諧波電壓保護定值且持續時間超過保護時延定值，則繼續向所述母線諧波電壓的貢獻系數最大的出線斷路器發出跳閘信號，直到剩余電網中母線諧波電壓小于等于同次諧波電壓保護定值且持續時間不超過保護時延定值。

3.如權利要求1所述的一種基于諧波保護裝置的電網保護方法，其特征在于，所述電壓總體波形畸變率的計算公式如下：

式中，U_n為第n次諧波電壓的幅值；U_THD為電壓總體波形畸變率。

4.如權利要求1所述的一種基于諧波保護裝置的電網保護方法，其特征在于，所述采集母線的電壓信號以及所述母線的各出線的電流信號的方式包括數字方式或模擬方式。

5.一種采用如權利要求1-4任一項所述基于諧波保護裝置的電網保護方法的基于諧波保護裝置的電網保護系統，其特征在于，包括：

采集模塊：用于采集母線的電壓信號以及所述母線的各出線的電流信號；

計算模塊：用于基于所述采集的母線電壓信號和所述出線電流信號，計算所述母線諧波電壓向量、所述出線各次諧波電流向量和所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數；

保護模塊：用于基于所述母線諧波電壓和所述出線對所述母線諧波電壓的貢獻系數以及設定的諧波保護定值和保護時延，對電網進行保護。

6.如權利要求5所述的基于諧波保護裝置的電網保護系統，其特征在于，所述保護模塊包括：判斷單元；

所述判斷單元用于判斷如果所述母線諧波電壓大于同次諧波電壓保護定值且持續時間超過保護時延定值，立即向母線諧波電壓的貢獻系數最大的出線斷路器發出跳閘信號；

基于切除母線諧波電壓的貢獻系數最大的出線斷路器后，重新對剩余電網中母線諧波電壓進行判斷，如果所述母線諧波電壓大于同次諧波電壓保護定值且持續時間超過保護時延定值，則繼續向所述母線諧波電壓的貢獻系數最大的出線斷路器發出跳閘信號，直到剩余電網中母線諧波電壓小于等于同次諧波電壓保護定值且持續時間不超過保護時延定值。