[发明专利]一种基于电流幅值比的纵联保护方法

说明书

本发明公开了一种基于电流幅值比的纵联保护方法，首先根据逆变型电源短路电流的幅值与系统侧短路电流幅值的差异，构成幅值比较的纵联保护判据；然后根据送出线路T接对该保护判据的影响，对所述纵联保护判据进行改进。上述方法只需传递电流幅值信息，对于同步能力和信道传输能力要求较低，同时在新能源弱出力(无风/无光)情况下故障以及重合于永久性故障时均具有良好的动作性能。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于电流幅值比的纵联保护方法。

背景技术

规模化开发和利用光伏、风电等新能源成为电力、能源领域的必然发展趋势，由于风能、太阳能丰富的地区通常远离负荷中心，因此规模化新能源集中汇集送出接入同步系统成为新能源并网发电重要形式。送出线路保护的正确动作对于规模化新能源的高效利用至关重要，逆变型电源的故障特性与传统同步电源特性区别明显，传统比率制动式差动保护面临灵敏性下降、甚至拒动的挑战。

现有技术中对于送出线路的纵联保护的研究成果较少，主要方法通常在时域入手，一种是利用差动电压和差动电流的一阶导数是否符合电容模型来区分区内外故障，但是一阶导数受高频分量影响，保护性能稍差；另外一种是通过皮尔逊相关系数度量两侧暂态电流波形的差异，但是该方法在新能源弱出力情况下故障以及重合于永久性故障均无法正确动作，因此有必要研究新的纵联保护方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电流幅值比的纵联保护方法，该方法只需传递电流幅值信息，对于同步能力和信道传输能力要求较低，同时在新能源弱出力(无风/无光)情况下故障以及重合于永久性故障时均具有良好的动作性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于电流幅值比的纵联保护方法，所述方法包括：

步骤1、根据逆变型电源短路电流的幅值与系统侧短路电流幅值的差异，构成幅值比较的纵联保护判据；

步骤2、然后根据送出线路T接对该保护判据的影响，对所述纵联保护判据进行改进。

在步骤1中，将新能源内电势的变化均等效到内阻抗Z_P的变化上，将其记为Z′_P，则流过P，Q两侧的电流为：

其中，为逆变型新能源场站的等值电动势，为同步系统等值电动势，Z′_P为逆变型新能源场站的等效内阻抗，Z_Q系统等效内阻抗，Z_L为送出线路的总阻抗，λ为故障点到Q母线的线路阻抗占整条送出线路阻抗的比例，且0<λ<1；

由式(1)和式(2)可知，在假定的前提下，两侧电流的幅值比为：

上述式(3)中的分母大于分子，因此可得纵联保护判据为：

其中，|.|表示相量的模值，ρ_set为整定系数；

当系统正常运行或者外部故障时，两侧电流的幅值相等，纵联保护判据ξ值为1；当内部发生故障时，纵联保护判据ξ小于1，从而能可靠区分故障。

在步骤1中，当场站容量较大时，|Z′_P|接近于|Z_Q|，此时该纵联保护判据会失效；

进一步的，在P母线出口发生短路故障时，新能源提供的短路电流幅值最大，而系统侧提供的短路电流最小，该纵联保护判据最易拒动，此时有：