[發明專利]一種儲能電站多端匯流變壓器保護方法

有效

• 申請號: 202110023254.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112865018B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 陳謙;張政偉;陳杉桐;史銳;陳嘉雯;王蘇穎;周路遙;姚文猗
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02H7/045
• 分類號: H02H7/045;H02J3/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 孫永生

本發明公開了一種儲能電站多端匯流變壓器保護方法，儲能電站匯流變壓器具有多端和雙向潮流的特點，針對其繼電保護需要，本發明提出了一種儲能站多端匯流變壓器的保護方法，包括：（1）一種具有滯環制動特性的全電流差動保護方法；（2）針對多端匯流變壓器低壓側各換流器支路的帶電流閉鎖的不完全電流差動保護方法。該方法能夠有效應對儲能單元環中匯流變壓器以及匯流變壓器低壓側各換流器支路可能出現的故障，使得在發生上述故障時，能夠有選擇性地跳開故障部分，保證非故障部分的正常運行。同時，該配置方法可減少不必要的電壓互感器設置，電流互感器選型方便，保護系統接線簡單，可有效降低儲能電站的建設與運行成本。

技術領域

本發明涉及一種儲能電站多端匯流變壓器保護方法，屬于電力系統繼電保護領域。

背景技術

自十九世紀的“第二次工業革命”以來，人類進入了電氣時代。電力在終端能源消費中的占比隨著時間的推移不斷提高，根據《世界能源發展報告(2019)》，到2050年中國電力在終端能源消費中的占比將從當前的21％增長到47％。

與此同時，伴隨著環保的壓力，以及為實現中國對世界作出的關于中國努力使本國碳排放在2030年達到峰值、到2060年達到碳中和的承諾，中國國內新能源發電的比例也在不斷提高。以陸上風電裝機容量為例，預計到2050年中國陸上風電裝機容量將從2030年的4.5億kW增長到10.2億kW。

然而，不同于傳統能源發電的穩定性和可靠性，新能源發電具有隨機性和不可控性，新能源發電的并網對電力系統的正常運行和供電質量的保證帶來了極大的挑戰。

而儲能技術作為能平滑新能源發電出力，且能滿足電網“削峰填谷”、調頻、黑啟動等應用需求的重要技術，目前在全國各地都得到了廣泛的應用。2011年，張北國家風光儲輸示范工程14MW和深圳寶清儲能電站10MW儲能建成投運。截至2018年12月底，全國投運電化學儲能項目累計裝機達到了1011.5MW，年增長率159％。隨著大規模儲能電站的大量投建與運行，原有儲能電站的繼電保護存在著一定的不足，不能夠滿足現有需求，不能保證繼電保護在發生故障時有選擇性地切除故障，使得儲能電站不能夠實現平滑新能源發電出力，滿足電網的“削峰填谷”、調頻、黑啟動等需求的目標。

發明內容

本發明的目的在于提供一種儲能電站多端匯流變壓器保護方法，使得儲能電站能夠實現平滑新能源發電出力。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

本發明提供了一種儲能電站多端匯流變壓器保護方法，其特征在于，包括：主保護方法；所述主保護方法包括具有滯環制動特性的全電流差動保護方法和帶電流閉鎖的不完全電流差動保護方法；所述具有滯環制動特性的全電流差動保護方法用于避免由充放電模式變換帶來的變壓器差動保護的頻繁啟動。

進一步的，所述具有滯環制動特性的全電流差動保護方法包括：在低電流采樣時，正方向和反方向采用不同的制動特性，但正方向和反方向具有一定的對稱性；所述正方向為充電狀態，所述反方向為放電狀態；且當儲能電站在充電和放電兩個狀態間的轉換時，參考方向是連續的，即方向上的變化是相對的，而不是絕對的。

進一步的，所述帶電流閉鎖的不完全電流差動保護方法包括在四個低壓側裝設斷路器，且設置閉鎖電流值為換流器最大電流值，并在四個低壓側裝設電流互感器與相應的差動保護。

進一步的，所述帶電流閉鎖的不完全電流差動保護方法還包括：

當正常運行時，匯流變壓器低壓側的四個換流器電流方向相同、大小相等，相應的差動電流值為零，保護不動作；當區內發生短路故障時，采用換流器最大電流為差動定值；如果流過匯流變壓器低壓側電流互感器的電流小于等于換流器的最大額定電流，則保護閉鎖，不會跳閘。

進一步的，所述帶電流閉鎖的不完全電流差動保護方法還包括：設置換流器的最大電流為1.5倍額定電流。