[發明專利]一種有選擇性繼電保護配置方法

在審

• 申請號: 202110054554.X
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112865034A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 呂力行;劉驊;裘淮飛;楊冬梅;余良輝;王智;季永超;鄧化彬
• 申請（專利權）人: 浙江浙能電力股份有限公司蕭山發電廠;國網電力科學研究院有限公司;國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/38;H02J3/24;H02J3/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種有選擇性繼電保護配置方法，根據綜合諧波占比設定制動定值的方法，基于諧波的占比與電流的畸變呈正相關特性，采用動態模糊控制的方法控制多繞組匯流變壓器低壓側多個注入電流。本發明方法能夠有效應對儲能單元環中多繞組匯流變壓器側的故障，使得儲能單元環內部多繞組匯流變壓器側發生故障時有選擇性地跳開單個儲能單元，保證故障時繼電保護有選擇性地動作，最大程度地維持儲能電站的運轉，進而保證整個電力系統運行的安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種繼電保護配置方法，尤其涉及一種有選擇性繼電保護配置方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，工業用電量、商業用電量以及居民用電量都大幅增加，日內用電最高負荷同比逐年攀升，日內峰谷差擴大，在用電高峰時期存在較大的電力供應缺口。經濟發展的同時，還面臨著嚴峻的環保壓力，為了逐步減少存在較大污染的傳統火力發電比例，世界各國都在逐步提高光伏發電、風力發電等可再生能源發電比例。

但隨著可再生能源發電比例的逐步提高，新能源發電的間歇性和波動性也給電力系統的可靠安全運行帶來了越來越大的挑戰。而大容量儲能技術因可以促進新能源消納，平滑風電/光伏出力，且能滿足電網調峰、調頻、黑啟動等應用需求，且能降低用戶的用電成本，長遠來看，還能促進能源轉型，從而儲能技術已成為“采-發-輸-配-用-儲”中的一個關鍵環節。

鑒于電池儲能具有規模配置靈活、響應速率快、建設周期短、受地理條件限制等優勢，在各地已相繼有電池儲能電站的建設以及并網投運。截至2019年12月底，全球已投運電池儲能項目的累計裝機規模為8.24GW，占全球儲能市場的4.5％。隨著大規模儲能電站的大量投建與運行，原有儲能電站的主接線結構與繼電保護不能滿足現有需求，在發生故障時，不能保證繼電保護有選擇性地切除故障，使得儲能電站不能滿足電網的調峰、調頻、黑啟動等應用需求。需要明確如何動態確定制動電流的定值，由于低壓側有多個繞組，各個電流大小、相位不一，與勵磁涌流等問題交織在一起，給工程實施造成了較大困難。

發明內容

發明目的：本發明的目的為提供一種能有選擇性地切除儲能電站中的故障部分，最大限度地保障儲能電站能夠滿足電網的調峰、調頻、黑啟動等應用需求的有選擇性繼電保護配置方法。

技術方案：本發明的有選擇性繼電保護配置方法，根據綜合諧波占比設定制動定值的方法，基于諧波的占比與電流的畸變呈正相關特性，采用動態模糊控制的方法控制多繞組匯流變壓器低壓側多個注入電流。

在用斷路器替代傳統典型儲能電站的單個儲能單元多繞組匯流變壓器上方熔斷器結合隔離開關的配置方案的基礎上，提出了一種有選擇性切除的繼電保護配置方法，包含了有選擇性切除的主保護和有選擇性切除的后備保護兩個方面。

本發明方法提出了一種根據綜合諧波占比設定制動定值的方法，其優點在于可以綜合考慮低電壓穿越電流和勵磁涌流，有選擇性切除的主保護方面，主要針對多繞組匯流變壓器保護區內的短路故障，提出了一種具有制動特性且根據諧波特性動態標定最小制動電流的差動保護方法，在匯流變壓器低壓側發生區外故障時，存在一些與制動電流無關的不平衡電流，動作電流過低容易造成繼電器誤動。最主要的原因是儲能單元的并網逆變器往往工作在低電壓穿越階段，仍然對變壓器低壓側注入電流，且各不相同，對相應的差動特性造成不利影響(其它的如變壓器的勵磁電流、測量回路的雜散噪聲等也會產生一定的影響)。為此，需要引入一定的制動特性，從而確保變壓器差動保護判斷的正確性。

動態模糊控制的方法采集多繞組匯流變壓器高壓側、低壓側的各個電流，分析各個電流特定頻率的諧波占比，隨后采用高斯模糊算法，再查詢預先設定的控制參數表，標定逆變器的制動值。采用這種方法，只關注相應的系統外特性，避免涉及準確的多繞組匯流變壓器與各個逆變器之間詳細的電磁模型，因此具有良好的工程適用性，保證本案所提出的變壓器保護的可靠性。