[发明专利]风场送出站交互式保护方法和系统

说明书

本发明涉及一种风场送出站交互式保护方法及系统，属于风场送出线路故障检测及保护技术领域，解决了现有保护技术难以识别直驱风电送出线路故障的问题。该方法包括：故障发生后，采集送出线路两侧保护安装处的电压、电流高频分量；所述送出线路两侧分为风场侧和系统侧；基于送出线路风场侧保护安装处的电压、电流高频分量，获取送出线路风场侧的1模高频等效电阻值；基于送出线路系统侧保护安装处的电压、电流高频分量，获取送出线路系统侧的1模高频等效电阻值；基于风场侧、系统侧的1模高频等效电阻值进行故障判别，当故障判别结果为送出线路发生区内故障时，保护跳闸。该方法有效解决了现有保护技术难以识别直驱风电送出线路故障的问题。

技术领域

本发明涉及风场送出线路故障检测及保护技术领域，尤其涉及一种风场送出站交互式保护方法和系统。

背景技术

为顺应能源变革的历史进程和发展规律，实现碳达峰目标和碳中和愿景，作为可再生能源的风电得到了大规模的开发和利用。直驱风电机组作为目前风电市场上的主流机型之一，装机台数以及并网容量正逐年增高。

与传统交流系统相比，风电送出工程投入运行后，电力系统的送端结构发生了变化，系统安全稳定运行面临严峻挑战。从送端电网看，当直驱风电送出系统发生送端（送出线路）故障时，风电机组代替传统同步电源成为产生故障电流的新主力，其短路电流暂态过程不再是单纯的受电磁物理约束，转变为电磁物理与非线性受控的双重约束，故障暂态过程与风机变流器控制策略及其参数密切相关，短路电流幅值受电力电子设备过流耐受能力限制而降低。受换流器控制策略等的影响，其故障暂态响应特征发生变化，表现为幅值受限、频率非工频、相角受控等，与同步电源存在较大差异。这将导致基于原有故障特征的保护方法对系统送端线路故障的适用范围大大缩小。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种风场送出站交互式保护方法和系统，用以解决现有保护技术难以识别直驱风电送出线路故障的问题。

一方面，本发明提供了一种风场送出站交互式保护方法，包括：

故障发生后，采集送出线路两侧保护安装处的电压、电流高频分量；所述送出线路两侧分为风场侧和系统侧；

基于送出线路风场侧保护安装处的电压、电流高频分量，获取送出线路风场侧的1模高频等效电阻值；

基于送出线路系统侧保护安装处的电压、电流高频分量，获取送出线路系统侧的1模高频等效电阻值；

基于风场侧、系统侧的1模高频等效电阻值进行故障判别，当故障判别结果为送出线路发生区内故障时，保护跳闸。

在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：

进一步，所述基于风场侧、系统侧的1模高频等效电阻值进行故障判别，包括：

若风场侧、系统侧的1模高频等效电阻值均小于0，则故障判别结果

为送出线路发生区内故障；

若风场侧的1模高频等效电阻值大于0、系统侧的1模高频等效电阻值小于0，则故障判别结果为送出线路发生风场侧的区外故障；

若风场侧的1模高频等效电阻值小于0、系统侧的1模高频等效电阻值大于0，故障判别结果为送出线路发生系统侧的区外故障。

进一步，所述获取送出线路风场侧的1模高频等效电阻值，执行：

基于每一采样点的送出线路风场侧保护安装处的电压、电流高频分量，得到相应采样点的送出线路风场侧保护安装处的1模高频电压、电流；

基于故障后的半个周期内所有采样点的送出线路风场侧保护安装处的1模高频电压、电流，得到风场侧的1模高频等效电阻值。

进一步，第个采样点的送出线路风场侧保护安装处的1模高频电压、1模高频电流分别表示为：