[發明專利]一種暫態過程中防止升壓變壓器二次諧波誤動的方法

在審

• 申請號: 201910291825.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109888730A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 黃予園;高雪峰;宗偉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02H7/04
• 分類號: H02H7/04;H02H3/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種暫態過程中防止升壓變壓器二次諧波誤動的方法，解決了光伏發電系統經升壓變并網時，由于故障暫態短路電流中含有的二次諧波分量超過變壓器二次諧波制動整定范圍，導致變壓器二次諧波誤閉鎖，影響變壓器差動保護的速度，危及變壓器安全的問題。含光伏并網的升壓變壓器高壓側故障時，并網點電流中存在二次諧波分量，且d軸電流中存在一定頻率的諧波分量，在這種條件下，電流中含有的二次諧波分量可能造成變壓器二次諧波誤動作，危及變壓器安全，檢測d軸電流中的諧波分量短時開放二次諧波制動保護。

技術領域

本發明屬于新能源電力系統和變壓器本體保護技術領域，具體涉及一種暫態過程中防止升壓變壓器二次諧波誤動的方法。

背景技術

光伏電站滲透率不斷提高，提高含大規模光伏接入的復雜電網運行的安全性正受到越來越多的關注。準確掌握光伏發電并網系統短路電流特性是解決含大規模光伏并網電力系統繼電保護問題的關鍵，而作為能量傳輸接口的電力電子逆變器在電網發生三相短路故障后，計及并網逆變器接口慣性時間常數，在短路瞬間電網電流中存在直流衰減分量和基頻自由分量，其衰減速度快，僅為數十毫秒，而電力電子器件的響應速度為微秒級，該直流衰減分量引入控制環節，會引發并網點電流中含有二次諧波分量。變壓器差動保護為正確區分變壓器勵磁涌流和故障電流，防止變壓器因勵磁涌流的影響造成保護誤動作，在配置基頻電流保護的同時配置諧波保護。

發明內容

鑒于此，本發明提出一種暫態過程中防止升壓變壓器二次諧波誤動的方法，其特征在于：

含光伏并網的升壓變壓器高壓側故障時，并網點電流中存在二次諧波分量，且d軸電流中存在頻率為ω_c的諧波分量，在這種條件下，電流中含有的二次諧波分量可能造成變壓器二次諧波誤動作，危及變壓器安全，檢測d軸電流中的諧波分量短時開放二次諧波制動保護。

附圖說明

圖1為本發明提出的變壓器切換策略的典型電網接線圖。

圖2為低電壓穿越控制條件下內環電流傳遞函數。

具體實施方式

下面結合附圖對發明進一步詳細說明。

當圖1中故障點f處發生短路故障時，逆變器出口處提供短路故障電流中含有直流分量，此時，并網點電流可以表示為

根據有功功率計算公式，此時逆變器輸出有功功率中含有基頻波動分量，有功功率表達式為

由功率傳輸平衡公式，

在故障瞬間光伏電池板輸出有功功率P_pv保持不變，則有功功率基頻波動引起直流側電壓產生基頻波動。

直流側電壓基頻波動引入電壓外環控制在交流側電流中產生二次諧波分量。

與此同時，光伏并網系統發生對稱短路故障，根據國家電網關于光伏系統接入的準則，要求大中型電站在電壓跌落期間提供一定的無功功率支撐，在電網故障期間根據電壓跌落程度對無功電流指令進行調整，為滿足無功支撐要求，同時盡量維持系統有功功率平衡，低電壓穿越控制的切換，d軸內環電流參考值由故障前的切換為故障后的相當于在電流內環控制d軸電流分量中引入一個階躍信號。

在此階躍信號作用下由逆變器輸出的d軸故障分量為:

經拉氏反變換將其轉換為時域信號即在光伏并網發電系統短路故障暫態期間，短路電流中含有二次諧波分量，同時d軸電流中含有頻率為ω_c的直流衰減分量。

通過傅里葉計算，得到流過變壓器差動電流中的電流的二次諧波含量，同時測量d軸電流中低頻分量的含量，在檢測到d軸分量中含有頻率為ω_c的衰減分量時，且變壓器任意一相差動電流中的電流的二次諧波含量超過二次諧波制動整定系數時，短時開放二次諧波制動保護。