[发明专利]一种新能源源端电网送出线路保护方法及系统

说明书

本发明涉及一种新能源源端电网送出线路保护方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域，解决了现有技术中新能源源端电网送出线路保护存在为区内故障时耐过渡电阻能力差、区外故障时易误动的问题。包括在送出线路故障发生后，分别采集送出线路风场侧和直流侧保护安装处的电压、电流高频分量；基于送出线路风场侧和直流侧保护安装处的电压、电流高频分量，得到送出线路风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差；基于风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差和故障识别判据，判断送出线路故障类型，若故障类型为送出线路区内故障，则保护跳闸，实现送出线路保护。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种新能源源端电网送出线路保护方法及系统。

背景技术

大规模新能源通过电力电子设备并入电网后，受变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，其中基于纯交流系统短路特征设计的线路纵联保护面临巨大挑战。

纵联保护凭借原理简单、动作迅速等优势广泛应用于输电线路的主保护。现有交流线路纵联保护主要分为基于电气量的纵联保护和基于逻辑量的纵联保护两种。其中，基于电气量的纵联保护利用电缆、光纤通道互相传输电流的瞬时值构造保护判据，以判别区内外故障；基于逻辑量的纵联保护基于两侧信号如功率方向、测量阻抗等综合判别实现区内外故障的判别。然而受风场故障穿越控制策略、故障条件和负荷电流等因素的影响，风场短路特性发生改变，传统保护灵敏性下降、甚至拒动，已有的新能源源端电网送出线路保护存在为区内故障时耐过渡电阻能力差、区外故障时易误动的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种新能源源端电网送出线路保护方法及系统，用以解决现有新能源源端电网送出线路保护存在为区内故障时耐过渡电阻能力差、区外故障时易误动的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种新能源源端电网送出线路保护方法，包括以下步骤：

在送出线路故障发生后，分别采集送出线路风场侧和直流侧保护安装处的电压、电流高频分量；

基于送出线路风场侧和直流侧保护安装处的电压、电流高频分量，得到送出线路风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差；

基于风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差和故障识别判据，判断送出线路故障类型，若故障类型为送出线路区内故障，则保护跳闸，实现送出线路保护。

进一步地，所述故障识别判据，包括：

若送出线路风场侧的1模高频阻抗方差不大于风场侧的1模高频阻抗方差门槛值，且送出线路直流侧的1模高频阻抗方差大于直流侧的1模高频阻抗方差门槛值，则判断送出线路发生区内故障；

若送出线路风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差均大于相应的1模高频阻抗方差门槛值，则判断送出线路发生风场侧的区外故障；

若送出线路风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差均不大于相应的1模高频阻抗方差门槛值，则判断送出线路发生直流侧的区外故障。

进一步地，通过执行以下步骤得到送出线路风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差：

基于每一采样点的送出线路风场侧和直流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和直流侧保护安装处的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和直流侧保护安装处的1模电压、电流，得到送出线路风场侧和直流侧的1模高频阻抗方差。

进一步地，第k个采样点的送出线路风场侧保护安装处的1模高频电压U_W1(k)、1模高频电流I_W1(k)分别表示为：