[发明专利]一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法

说明书

本发明公开一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法，包括以下步骤：采集保护安装处的三相电压电流量并形成差动电压和差动电流，根据差动电流值判断是否启动时域模型识别纵联保护，计算各相差动电流和零序补偿后的差动电压一阶导数的相关系数ρ，通过各相相关系数ρ的值与设定阈值进行比较来判定区内、外故障；若任意一相相关系数ρ小于设定阈值，则判为区内故障，线路两端纵联保护动作，保护装置可靠动作；否则判为区外故障，保护装置可靠不动作。本发明实现简单、可分相判别、动作速度快，不受线路分布电容电流和故障电阻的影响，可广泛应用于风电系统中。

技术领域

本发明涉及新能源并网继电保护领域，特别涉及一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，开发利用绿色能源越来越受到重视，大规模开发以风能、太阳能为代表的各类可再生能源，已经成为人类社会实现长期可持续发展的必然选择。但随着大容量随机波动的新能源电源并网，必将会对电力系统产生较大影响，同时给系统的运行带来一列技术问题。

目前国内外都缺乏大规模随机能源接入输配电网的运行经验，即使对小规模的风电、光伏接入配电网的相关研究也并不充分，对含新能源发电的电力系统继电保护的研究也鲜有报道。因此研究新能源接入输配网后对电网继电保护的影响，提出适用于新能源电力系统的继电保护原理与保护配置方案，对电网的安全可靠运行具有重要意义。

新能源电源追求能量获取的最大化，采用最大功率跟踪技术，这注定了其产生电能的波动性。新能源电源多采用电力电子变流技术将电能馈入电网，注定了其调节速动快、不能提供大的短路电流。即新能源电源在正常运行时具有波动性，故障时提供短路电流能力有限并受控，这些异于传统电源的特点，使得传统的继电保护对新能源电力系统的适应性存在问题，有必要研究适用的保护新原理等关键技术。

风电系统弱馈、高谐波、频率偏移、系统阻抗不稳定等故障特征造成了传统继电保护的不适应，导致风电系统有别于常规系统的故障特征对继电保护的要求，此外，区内外故障时的模型与传统继电保护有差异，由此，需要一种能适用于风电系统的纵联保护方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法，其特征在于，包括以下步骤：采集保护安装处的三相电压和电流量并形成差动电压和差动电流，根据差动电流值判断是否启动时域模型识别纵联保护，计算各相差动电流和零序补偿后的差动电压一阶导数的相关系数ρ，通过各相相关系数ρ的值与设定阈值进行比较来判定区内、外故障；若三相中任一相的相关系数ρ小于设定阈值，则判为区内故障，线路两端纵联保护动作，保护装置可靠动作；否则判为区外故障，保护装置可靠不动作。

所述的一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法，具体步骤如下：

(1)采集保护安装处的三相电压和电流量，进行A/D转换，得到三相交流电压和电流的数字量，并向对端传输，对端提取各相线路两端电压和电流数据并形成差动电压和差动电流；

(2)将差动电流值与整定值I_set进行比较，根据比较结果启动时域模型识别纵联保护；

(3)对各相差动电压进行零序补偿并求一阶导数；

(4)计算各相差动电流和零序补偿后的差动电压一阶导数的相关系数ρ；

(5)将各相的所述相关系数ρ与设定阈值进行比较，若三相中任一相所述相关系数ρ小于或等于设定阈值，则该相判为区内故障，保护装置可靠动作。

所述的一种适用于风电系统的时域模型识别纵联保护方法，对端提取各相线路两端电压电流数据并形成所述差动电压电流的数据窗时间长为5～20ms。