[发明专利]一种基于电流频率差的含DFIG配电网的方向保护方法

权利要求书

1.一种基于电流频率差的含DFIG的配电网的方向保护方法，其特征在于，采用的保护系统结构包括电源(1)，其通过降压变压器(2)连接到第一母线(3)处，从第一母线(3)处引出第一馈线(24)和第二馈线(25)；在第一馈线(24)上设置有第二母线(4)，在第二馈线(25)上依次平行设置有第三母线(5)、第四母线(6)、第五母线(7)，DFIG(12)通过升压变压器(11)接入到第四母线(6)上；在第一母线(3)的出口处第二馈线(25)上设置有第一断路器(19)和检测第一断路器(19)处电流值的第一电流互感器(13)，第一断路器(19)与第一断路器动作控制器(26)相连接，第一电流互感器(13)和第一断路器动作控制器(26)均与第一可编程处理器(8)连接；在第三母线(5)出口处设置有第二断路器(20)和检测第二断路器(20)处电流值的第二电流互感器(14)，第二断路器(20)与第二断路器动作控制器(27)相连接，第二电流互感器(14)和第二断路器动作控制器(27)均与第二可编程处理器(9)连接；在第四母线(6)出口处设置有第三断路器(21)，在第一母线(3)的出口处第一馈线(24)上设置有第四断路器(22)，在第四母线(6)反向出口处设置有分布式风电接口出口断路器(23)和检测分布式风电接口出口断路器(23)处电流值的第三电流互感器(15)，分布式风电接口出口断路器(23)与第三断路器动作控制器(28)相连接，第三电流互感器(15)和第三断路器动作控制器(28)均与第三可编程处理器(10)连接；

其方向保护的方法，按照以下步骤实施：

步骤1：采用PSCAD仿真实验模拟配电网第一母线(3)与第三母线(5)之间发生的不同类型的故障，将得到的故障电流暂态数据导入matlab程序，通过Prony算法计算出不同故障下第一断路器(19)处、第二断路器(20)处与分布式风电接口出口断路器(23)处电流的主频率，将配电网正常工作时与发生故障时第一断路器(19)处、第二断路器(20)处与分布式风电接口出口断路器(23)处电流的主频率对比，得到电流频率差值判断标准值H_set＝2Hz；

步骤2：通过第一电流互感器(13)、第二电流互感器(14)、第三电流互感器(15)分别采集第一断路器(19)、第二断路器(20)、分布式风电接口出口断路器(23)处的电流值，并将测得的电流值分别传递到第一可编程处理器(8)，第二可编程处理器(9)，第三可编程处理器(10)，进行数据处理，具体过程为：

2.1，首先采用Prony算法计算得出第一断路器(19)、第二断路器(20)、分布式风电接口出口断路器(23)处的电流值对应的电流主频率值，分别记为f₁、f₂、f₃；

2.2，然后分别计算f₁、f₂、f₃与配电网正常工作时的电流主频率50Hz的差值，将差值的绝对值与H_set进行比较，判断故障方向；

其中，判断故障方向的具体方法为：

当风速大于11m/s或小于10.5m/s时，故障方向判断方法如下：

(1)因为|f₁-50|<H_set，判别故障发生在第一断路器(19)的下游；

(2)当|f₂-50|≥H_set时，判断故障发生在第二断路器(20)的上游；当|f₂-50|＜H_set，判断为故障发生在第二断路器(20)的下游；

(3)当|f₃-50|≥H_set时，判断故障发生在分布式风电接口出口断路器(23)的上游；当|f₃-50|＜H_set，判断故障发生在分布式风电接口出口断路器(23)的下游；

当风速为10.5～11m/s之间时，故障方向判断方法如下：

此时，上述故障方向判断方法失效，利用传统电流方向判别方法判断故障方向；

步骤3：第一可编程处理器(8)，第二可编程处理器(9)，第三可编程处理器(10)根据步骤2的故障方向的判断结果分别发出调控指令至第一断路器动作控制器(26)、第二断路器动作控制器(27)、第三断路器动作控制器(28)来控制第一断路器(19)、第二断路器(20)、分布式风电接口出口断路器(23)动作方式，实现了含DFIG的配电网的方向保护。