[發(fā)明專利]一種基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910617342.0
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110492438A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹娜;葛彤輝;于群
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學
• 主分類號: H02H7/04
• 分類號: H02H7/04
• 代理公司: 37252 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司
• 代理人: 肖峰<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發(fā)明公開了一種基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法，具體涉及主變壓器保護技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過比較故障時風電場主變壓器兩側(cè)短路電流瞬時頻率的差異，應(yīng)對因頻率偏移及過渡阻抗帶來的風電場主變壓器保護的不穩(wěn)定動作及保護拒動問題。風電場主變壓器兩側(cè)短路電流瞬時頻率差通過計算得出，Δf為主變壓器兩側(cè)故障電流的頻率差，ρ為設(shè)定的頻率閾值，主變壓器兩側(cè)最大頻率差為0.2Hz，可靠系數(shù)為1.2。該基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法在雙饋型風電場升壓變壓器保護區(qū)內(nèi)發(fā)生不同類型的短路故障時，能根據(jù)兩側(cè)頻率差異，快速正確識別出故障，且對不同過渡阻抗也有一定的適應(yīng)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及主變壓器保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法。

背景技術(shù)

風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，但并未配置針對風電場特性的保護裝置，風電場中大部分元件的保護配置仍沿用于傳統(tǒng)電網(wǎng)。而傳統(tǒng)繼電保護原理是針對同步發(fā)電機為電源的電網(wǎng)故障特征提出的，風機與傳統(tǒng)電源有著諸多差異，所以風電接入電網(wǎng)系統(tǒng)，必然會對繼電保護裝置的正常動作產(chǎn)生一定影響。因此分析風電場輸出特性對保護裝置的適應(yīng)性，研究風電場主變壓器保護的原理和配置，給出適合風電場的保護策略具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述不足，提出了一種通過比較故障時風電場主變壓器兩側(cè)短路電流瞬時頻率的差異，應(yīng)對因頻率偏移及過渡阻抗帶來的風電場主變壓器保護的不穩(wěn)定動作及保護拒動問題的基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

一種基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法，具體包括：

通過式(1)比較故障時風電場主變壓器兩側(cè)的短路電流瞬時頻率差，

當Δf＜ρ，判斷產(chǎn)生區(qū)外故障；

當Δf＞ρ，判斷產(chǎn)生區(qū)內(nèi)故障；

其中，Δf為主變壓器兩側(cè)故障電流的頻率差，ρ為設(shè)定的頻率閾值，主變壓器兩側(cè)最大頻率差為0.2Hz，可靠系數(shù)為1.2。

優(yōu)選地，取整后頻率閾值ρ設(shè)定為0.25Hz。

優(yōu)選地，所述f_風場和f_{系統(tǒng)}通過式(2)的希爾伯特-黃變換算法求得：

其中，θ(t)為相位，

優(yōu)選地，當風電機組運行在同步轉(zhuǎn)速，且主變壓器區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，兩側(cè)電流頻率差小于設(shè)定的閾值，短路電流不會頻率偏移，由原有的主變壓器比率制動進行保護。

本發(fā)明具有如下有益效果：

該基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法在雙饋型風電場升壓變壓器保護區(qū)內(nèi)發(fā)生不同類型的短路故障時，能根據(jù)兩側(cè)頻率差異，快速正確識別出故障，且對不同過渡阻抗也有一定的適應(yīng)能力，為雙饋型風電場升壓變壓器保護的適應(yīng)性問題提供解決方案。

附圖說明

圖1為基于瞬時頻率差的風電場主變壓器保護方法流程圖；

圖2為雙饋風場各元件保護區(qū)示意圖；

圖3為比率制動保護元件示意圖；

圖4為二次諧波制動元件示意圖；

圖5為差動速斷元件示意圖；

圖6為故障電流EMD分解圖

圖7為不同風速下電流瞬時頻率示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步說明：