[发明专利]基于垂段最小距离拟合的高压送出线距离保护方法及装置

说明书

本发明公开一种基于垂段最小距离拟合的高压送出线距离保护方法及装置，方法包括在距离保护启动并正确选择故障相后，采用保护端对故障相电压、故障相电流、零序电流进行采样，将采样后的信号进行中位原点矩滤波，随后将滤波后的各组电量代入离散化的线路KVL差分方程，得到多组反映故障点距离保护端的线路电阻和电抗，利用垂段最小距离拟合算法，对上述的多组电抗值与电阻值分别进行计算处理，最终得到一组反映故障点距离保护端的线路电抗与电阻值。实现了不受故障电流中引入的谐波干扰的影响，可精确计算故障点距离保护端的线路阻抗值，并可有效防止坏数据干扰，大幅提升装有双馈风机机组的风电场送出线路的距离保护的动作可靠性。

技术领域

本发明属于电网继电保护技术领域，尤其涉及一种基于垂段最小距离拟合的高压送出线距离保护方法及装置。

背景技术

21世纪以来，中国经济迅猛发展，化石燃料被大量消耗，环境污染、能源短缺的问题日益凸显。2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”为了尽早实现碳中和的目标，减少化石燃料的使用是关键。风电作为清洁可再生能源，可利用的能量为水电的十倍以上，是替代传统化石燃料的理想能源，因此，近年来，我国风电的装机总容量迅速增长。

双馈风机(DFIG)相比于其他风机具有变速恒频运行的特点，发电效率高，因而得到广泛应用。然而，当装有双馈风机的风电场送出线路发生短路故障时，双馈风机因其频偏特性，提供的短路电流频率为35～65Hz的交流分量，此范围的频率因过于接近工频，难以被滤除，因此将对基于工频傅氏算法的传统线路距离保护产生较大影响，导致传统距离保护因谐波的影响难以准确计算故障点距离保护端的阻抗，进而引发拒动或者误动，极大降低保护的性能。

发明内容

本发明提供一种基于垂段最小距离拟合的高压送出线距离保护方法及装置，用于至少解决针对装有双馈风机(DFIG)机组的风电场因送出线路发生短路时，短路电流含有难以滤除的35～65Hz的交流分量，导致基于工频傅氏算法的传统距离保护无法准确计算短路阻抗引发保护拒动或者误动的技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种基于垂段最小距离拟合的高压送出线距离保护方法，包括：S1：距离保护启动判据启动后，在正确选择故障相的基础上，对故障相的三相电压三相电流进行采样，得到故障相的三相电压数组和故障相的三相电流数组a，b，c分别表示a相、b相以及c相；S2：对三相电压数组与三相电流数组进行中位原点矩滤波处理，得到滤波后的三相电压数组与滤波后的三相电流数组并根据滤波后的三相电流数组计算得到零序电流数组S3：基于滤波后的三相电压数组滤波后的三相电流数组以及零序电流数组i′_0N计算故障点距离保护端测量阻抗所需的接地测量电压数组接地测量电流数组相间测量电压数组以及相间测量电流数组S4：将故障点与保护端处线路之间的KVL方程进行离散化，使得到KVL离散化方程，并利用多组KVL离散化方程，将测量电阻与测量电感进行最小垂段距离拟合，得到故障点距离保护端的测量电阻值R与测量电感值L，随后对测量电阻值R与测量电感值L进行修正，使得到修正电阻值R_r与修正电感值L_r；S5：将修正电阻值R_r与修正电感值L_r代入阻抗特性复平面，进而判别保护是否动作。