[发明专利]大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法、装置和系统

说明书

本发明公开一种基于负序分量的大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法、装置和系统，包括S1采集经联络线PQ两端保护1和保护2流过的电流，计算相应的电流相量；S2分别计算联络线两端电流相量的正序、负序和零序分量；S3分别计算系统侧和逆变型电源侧的合成电流，以突出联络线两端负序电流差异；S4计算差动比值系数；S5分别计算三相中各相线的差动电流S6设定保护动作阈值K_rel以及分相电流差动保护整定值I_set，当满足C_diff≤K_rel，或中任一条件，则判定为联络线区内故障；S7若判断结果为联络线区内故障，则保护发出跳闸信号以将联络线故障区域从系统中隔离出来。本发明能够可靠区分区内、外故障和正常运行情况，克服传统电流差动保护低灵敏度的问题。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别是一种大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法、装置和系统。

背景技术

以光伏电池、永磁直驱风力发电机为代表的逆变型电源(Inverter-interfacedgenerator,IIG)正大规模并入电网。与传统交流同步发电机组相比，逆变型电源主要由电力电子器件构成，一方面，这些电力电子器件耐过压和过流的能力较弱，另一方面，逆变型电源暂态响应时间短，具有非线性、强耦合的特点，其故障特性主要由故障期间的控制策略决定，这些灵活的故障控制策略导致逆变型电源的故障特性与传统电源的故障特性存在显著差异。以传统交流同步发电机故障特性为基础的电网故障分析方法、保护原理、保护整定方法均出现适应性问题。

继电保护作为电力系统安全稳定运行的第一道防线，逆变型电源送出联络线保护性能的降低对电网安全构成了极大的威胁，保护性能恶化的问题也成为制约逆变型电源发展的关键性问题。

当前大规模逆变型电源送出联络线主要采用纵联距离保护和电流差动保护作为主保护。纵联距离保护通过联络线两端距离保护判断区内外故障，但是该保护不耐受过渡电阻，保护测量阻抗易受故障期间逆变型电源的故障电流特性影响，不能反映真实的故障距离。传统的电流差动保护对于区内外故障具有绝对的选择性，但是受大规模逆变型电源故障限流特性的影响，传统基于故障全电流的电流差动保护方案存在灵敏度不足的问题，对于联络线区内故障，保护可能拒动。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：基于正序分量控制策略下逆变型电源的故障电流特性，提出一种基于负序分量的大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法，克服大规模逆变型电源故障限流特性下，逆变型电源联络线传统电流差动保护灵敏度低、保护可能存在区内故障拒动的问题，保障大规模逆变型电源的并网安全可靠运行。

本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于负序分量的大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法，电网包括母线P、母线Q以及母线P和母线Q之间的联络线PQ，逆变型电源通过主变压器连接至联络线PQ系统侧的对侧，联络线PQ的系统侧和逆变型电源侧分别设置保护1和保护2；

方法包括：

S1，分别采集经保护1和保护2流过联络线PQ两端的电流，并计算相应的电流相量；

S2，基于S1得到的电流相量，分别计算经保护1和保护2流过联络线两端电流的正序、负序和零序分量；

S3，基于S2得到的系统侧和逆变型电源侧的各序电流分量，按照预设的序电流缩放系数缩小其中的正序和零序电流，将缩小后的正序和零序电流，与负序电流相加，分别计算得到系统侧和逆变型电源侧的合成电流；

S4，计算逆变型电源侧合成电流与系统侧合成电流的比值，将其作为差动比值系数C_diff；

S5，分别计算三相中联络线PQ上各相线的差动电流