[发明专利]风火打捆经直流外送次同步振荡就地保护整定方法及装置

说明书

本公开涉及一种风火打捆经直流外送次同步振荡就地保护整定方法及装置。包括根据电网系统的标准频率，将连接在电网保护装置与直流换流站之间线路距离最短的连线上的多个变压器和多个火电机组在指定振荡频率下的第一振荡电流幅值和第二振荡电流幅值分别归一化为第一等效振荡电流幅值和第二等效振荡电流幅值，并将多个第一等效振荡电流幅值和多个第二等效振荡电流幅值中的最小值，作为用于启动电网系统保护的第三等效振荡电流幅值。本公开无需根据经验设定定值切除风电场，能够较为准确合理的对风电场进行定值整定。

技术领域

本公开涉及新能源技术领域，尤其涉及一种风火打捆经直流外送次同步振荡就地保护整定方法及装置。

背景技术

风力发电作为一种先进、成熟的可再生能源利用形式，是我国发展清洁低碳能源、调整能源结构的重要手段，近年来得到持续、快速发展。

与传统发电机不同，风、光等新能源发电均通过电力电子装置并入电网，其多时间尺度的控制特性与电网自身特征相互作用，将可能引发次同步到谐波频段内传统电力系统中没有的控制不稳定和振荡问题。近年来，这类问题已经在电网中逐步凸显，且波及范围越来越广，造成的后果越来越严重。2014年德国北部海上风电场经直流输电送出系统发生200多Hz谐波振荡，谐波电流达到基波的40％以上，导致高压直流整流器的滤波电容爆炸，造成整个风场关断10个月之久，震动了整个风电和高压直流产业界。2011年以来，我国河北沽原地区风电场发生了上百次由风电机群与串补电网相互作用而引发的次同步谐振，其频率在3～10Hz内变化，曾造成变压器异常振动和大量风机脱网。2015年我国新疆哈密风电汇集地区多次发生电网次/超同步振荡现象，甚至引发距离200km以外的多台高压直流配套火电机组扭振保护动作跳机。事后事故分析表明，造成此次次同步振荡的原因是由于大量新能源汇集在电网中引入了大量的次同步谐波，该谐波频率与发电机轴系的自然振荡频率互补时，导致电气-机械扭振互作用现象发生，即次同步振荡。

相关技术中，为了对大规模风电机组接入后引起的风险进行有效控制，会在风电汇集站接入系统时都安装次同步振荡监测保护装置，次同步振荡监测保护装置可以基于次同步振荡电流分量对次同步振荡进行监测和保护，然而，相关技术对于装置的保护整定的设定还都是根据经验给出，很不精确。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种风火打捆经直流外送次同步振荡就地保护整定方法及装置。

根据本公开的一方面，提供了一种风火打捆经直流外送次同步振荡就地保护整定方法，包括：

获取多个变压器在指定振荡频率下的第一振荡电流幅值，以及多个火电机组在所述指定振荡频率下的第二振荡电流幅值，所述多个变压器和所述多个火电机组分别电性连接在电网保护装置与直流换流站之间线路距离最短的连线上；

根据每个第一振荡电流幅值和电网系统的标准频率，确定与该第一振荡电流幅值对应的第一等效振荡电流幅值；

根据每个第二振荡电流幅值和电网系统的标准频率，确定与该第二振荡电流幅值对应的第二等效振荡电流幅值；

将多个第一等效振荡电流幅值和多个第二等效振荡电流幅值中的最小值，作为用于启动电网系统保护的第三等效振荡电流幅值。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取多个火电机组在所述指定振荡频率下的转速差；

根据每个火电机组所对应的转速差，轴系集中质量模型参数，SN曲线，以及疲劳累积系数，确定每个火电机组在所述指定振荡频率下的第一耐受时间，所述疲劳累积系数为一次扰动过程中火电机组产生的机械疲劳累积占火电机组疲劳极限的最大比值；

将多个第一耐受时间和变压器在指定振荡频率下的第二耐受时间中的最小值，作为在发现电网系统出现次同步振荡时启动电网系统保护的最短响应时间。