風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)適應(yīng)性分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變壓器差動(dòng)保護(hù)分析方法，具體涉及一種風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差 動(dòng)保護(hù)適應(yīng)性分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在風(fēng)電容量比重較小時(shí)，電力系統(tǒng)保護(hù)配置和整定計(jì)算往往不考慮風(fēng)電的影響， 而是簡單地將風(fēng)電場視為一個(gè)負(fù)荷，或?qū)L(fēng)力發(fā)電機(jī)作為同步發(fā)電機(jī)處理，不考慮其提供 的短路電流。然而，當(dāng)大規(guī)模風(fēng)電場接入系統(tǒng)后，電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將向短路點(diǎn)提 供一定的短路電流。由于風(fēng)電機(jī)組自身的短路電流特性，傳統(tǒng)繼電保護(hù)在風(fēng)電場中有一定 的局限性。風(fēng)電接入電網(wǎng)后，故障的快速、正確切除已成為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要因素。
[0003] 風(fēng)電的接入將會(huì)在以下兩方面對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的可靠性產(chǎn)生影響：
[0004] ①：目前，實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的普遍方法是在轉(zhuǎn)子側(cè)增加撬棒保護(hù)電 路。配備了撬棒保護(hù)的風(fēng)電機(jī)組的短路電流特性有別于常規(guī)機(jī)組，因此風(fēng)電場內(nèi)保護(hù)的可 靠性會(huì)受到影響。
[0005] ②：傳統(tǒng)的主變壓器縱差保護(hù)通常采用工頻傅氏算法提取短路電流電壓的工頻分 量以形成電流電壓向量，這種算法的前提是被保護(hù)元件兩端的電流頻率都為默認(rèn)的50HZ。 然而，在風(fēng)電場發(fā)生短路故障時(shí)，短路點(diǎn)兩端的電流的主要組成部分是否為工頻分量還需 要具體分析。因此，這種基于工頻分量分析的傳統(tǒng)保護(hù)在風(fēng)電場中將存在一定的可靠性問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)適應(yīng) 性分析方法，所述方法包括：
[0007] 步驟1 :計(jì)算風(fēng)電場的短路電流；
[0008] 步驟2 :評(píng)估比率差動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性；
[0009] 步驟3:評(píng)估二次諧波制動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性；
[0010] 步驟4 :評(píng)估差動(dòng)速斷保護(hù)的適應(yīng)性。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟1中風(fēng)電場的短路電流包括風(fēng)電機(jī)組注入短路點(diǎn)的短路電流匕 和電網(wǎng)注入短路點(diǎn)的短路電路^ ;
[0012] 風(fēng)電機(jī)組注入短路點(diǎn)的短路電流的計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)適應(yīng)性分析方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟1:計(jì)算風(fēng)電場的短路電流； 步驟2 :評(píng)估比率差動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性； 步驟3 :評(píng)估二次諧波制動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性； 步驟4 :評(píng)估差動(dòng)速斷保護(hù)的適應(yīng)性。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中風(fēng)電場的短路電流包括風(fēng)電機(jī) 組注入短路點(diǎn)的短路電流&和電網(wǎng)注入短路點(diǎn)的短路電路心； 風(fēng)電機(jī)組注入短路點(diǎn)的短路電流^的計(jì)算公式為：
其中，所述由短路電流中的衰減直流分量，以及頻率為風(fēng)電機(jī)組發(fā)生故障前的轉(zhuǎn)子 頻率的衰減交流分量組成； 所述由短路電流中的衰減直流分量，以及頻率為工頻的交流分量組成； 所述&為短路點(diǎn)的過渡阻抗； 所述Zg為電網(wǎng)與電壓送出線之間的阻抗標(biāo)幺值； 所述Z12為短路點(diǎn)與風(fēng)電機(jī)組之間的電壓送出線的阻抗標(biāo)幺值； 電網(wǎng)注入短路點(diǎn)的短路電路^的計(jì)算公式為：
其中，所述Zf為風(fēng)電機(jī)組與電壓送出線之間的阻抗標(biāo)幺值； 所述Zu為短路點(diǎn)與電網(wǎng)之間的電壓送出線的阻抗標(biāo)幺值。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中用傅里葉變換算法評(píng)估比率差 動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中評(píng)估二次諧波制動(dòng)保護(hù)的適應(yīng) 性包括： 步驟3-i:計(jì)算風(fēng)電場側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的差動(dòng)電流'(t); 步驟3-2 :獲取所述差動(dòng)電流的二次諧波幅值12; 步驟3-3 :依據(jù)二次諧波制動(dòng)系數(shù)K評(píng)估二次諧波制動(dòng)的適應(yīng)性。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟3-1中差動(dòng)電流i的計(jì)算公 式為： iop(t) =if(t)+ig(t) (3) 其中，所述if(t)為假設(shè)風(fēng)電場側(cè)輸出電流的正弦波信號(hào)，/, (〇 = 8叫叫(+的； 所述ig(t)為假設(shè)電網(wǎng)側(cè)輸出電流的正弦波信號(hào)，U(嘩+妁； 所述為正弦波信號(hào)if (t)的角頻率；所述《s為正弦波信號(hào)ig(t)的角頻率； 所述^為正弦波信號(hào)if(t)和ig(t)的相位； 所述A為正弦波信號(hào)ig(t)的幅值； 所述步驟3-2中二次諧波幅值12的計(jì)算公式為：
所述步驟3-3中二次諧波制動(dòng)系數(shù)K的計(jì)算公式為：
其中，所述X為頻率偏差率，
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，依據(jù)二次諧波制動(dòng)系數(shù)K評(píng)估二次諧波制動(dòng) 的適應(yīng)性包括： 判斷所述二次諧波制動(dòng)系數(shù)K是否達(dá)到其設(shè)定值，以確定風(fēng)電場主變壓器發(fā)生故障， 從而決定比率差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中評(píng)估差動(dòng)速斷保護(hù)的適應(yīng)性包 括： 步驟4-i:計(jì)算風(fēng)電場側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的差動(dòng)電流'⑴的幅值a%; 步驟4-2 :分析所述幅值A(chǔ)#和頻率偏差率X，評(píng)估差動(dòng)速斷保護(hù)的適應(yīng)性： 當(dāng)幅值八^為定值時(shí)，若頻率偏差率A~ 1，則差動(dòng)速斷保護(hù)敏感性高，若頻率偏差率 入>> 1，則差動(dòng)速斷保護(hù)敏感性低。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)適應(yīng)性分析方法，所述方法包括步驟1：計(jì)算風(fēng)電場的短路電流；步驟2：評(píng)估比率差動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性；步驟3：評(píng)估二次諧波制動(dòng)保護(hù)的適應(yīng)性；步驟4：評(píng)估差動(dòng)速斷保護(hù)的適應(yīng)性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)適應(yīng)性分析方法，能夠準(zhǔn)確判斷現(xiàn)有主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的定值設(shè)置對(duì)風(fēng)電場的適應(yīng)性；給出二次諧波制動(dòng)比、速斷保護(hù)整定值、風(fēng)電場短路容量比和風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行頻率偏移的優(yōu)化與控制依據(jù)，提高風(fēng)電場主變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的可靠性。
【IPC分類】H02H7-045
【公開號(hào)】CN104577983
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510028352
【發(fā)明人】陳寧, 錢敏慧, 姜達(dá)軍, 趙大偉, 曲立楠, 施濤, 王湘艷, 劉艷章, 朱凌志, 羅芳, 吳福保, 丁杰, 陳梅
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日