規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護影響的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保 護影響的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國風(fēng)電進入規(guī)?；l(fā)展階段以后所產(chǎn)生的大型風(fēng)電基地多數(shù)位于"三北地 區(qū)"（西北、東北、華北），大型風(fēng)電基地一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，其電力需要經(jīng)過長距離、高電壓 輸送到負(fù)荷中心進行消納。由于風(fēng)資源的間歇性、隨機性和波動性，導(dǎo)致大風(fēng)電基地的風(fēng)電 出力會隨之發(fā)生較大范圍的波動，進一步導(dǎo)致輸電網(wǎng)絡(luò)充電功率的波動，給電網(wǎng)運行安全 帶來一系列問題。
[0003] 截至2013年11月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電裝機容量已達到668萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng) 總裝機容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷提高、 750kV超高壓交流外送線路的投產(chǎn)以及酒泉-株洲±800kV特高壓直流外送線路的批復(fù)， 甘肅酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地將開創(chuàng)大規(guī)模、高集中、遠(yuǎn)距離、超高壓交流與特高壓直流聯(lián) 合輸送的新能源發(fā)展模式。由于大風(fēng)電的波動性，風(fēng)電系統(tǒng)中引入大量電力電子器件，使得 故障時暫態(tài)過程更加復(fù)雜，這使得繼電保護系統(tǒng)所面臨的故障特征發(fā)生了顯著變化。甘肅 河西750kV電網(wǎng)作為風(fēng)電外送通道，除電源具有波動性特征外，由于要采用±800kV特高壓 直流輸電技術(shù)，其還具有交直流混聯(lián)電網(wǎng)的特征，特高壓直流輸電引入的電力電子裝置使 得電網(wǎng)輸電線路故障暫態(tài)過程更為復(fù)雜，持續(xù)時間更長，諧波含量豐富，將對繼電保護帶來 不可忽略的影響。因此需要對大風(fēng)電接入的交直流混聯(lián)電網(wǎng)繼電保護問題進行深入分析研 究，尤其需要研究各電壓等級的輸電線路的保護配置方案，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在距離保護不正確動作率 尚，供電可靠性差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保 護影響的分析方法，以實現(xiàn)提高供電可靠性和電網(wǎng)安全性的優(yōu)點。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距 離保護影響的分析方法，主要包括：
[0007] a、針對不同故障類型，對基于工頻相量的距離保護原理進行分析；
[0008]b、對基于工頻變化量距離保護的判據(jù)進行分析；
[0009]C、對系統(tǒng)阻抗對工頻變化量距離的影響進行分析。
[0010] 進一步地，所述步驟a，具體包括：
[0011] (1)單相接地故障，以A相單相接地短路故障為例：
[0012] 在A相接地故障情況下，有：
? ? *
[0014] 公式⑶中，表示故障點k處的A相電壓，/^表示保護安裝處A相 的電壓、電流；Zl表示被保護線路單位長度的正序阻抗；Iq表示零序電流；Lk表示保護安
端保護安裝處電流。
[0029] 進一步地，所述步驟a，具體還包括：
[0030] 兩相接地故障，以AB兩相接地短路故障為例：
[0031] 發(fā)生故障時，有：
[0036] 進一步地，所述步驟b，具體包括：
[0037] 按照故障點的電壓邊界條件建立其動作判據(jù)，當(dāng)在保護區(qū)末端故障時動作判據(jù)處 于臨界狀態(tài)；保護區(qū)末端的故障分量電壓為：
[0050] 由公式（12)可見，工頻變化量距離保護的實質(zhì)是一種工頻變化量電流保護；
[0051] 由其動作方程看出其受系統(tǒng)運行方式即系統(tǒng)阻抗的影響較大，以下給出詳細(xì)分 析：
[0052] 按照整定原則，一般設(shè)可靠系數(shù)kral=I. 2,則當(dāng)輸電線路背側(cè)為無窮大系統(tǒng)時，
的電流才能動作，也就是說保護的范圍較工頻量距離保護縮小了 20% ;
[0053] 若考慮按照"反時限"開放保護范圍的策略，可靠系統(tǒng)將取為2. 0或者更大，在故 障暫態(tài)時工頻變化量電流要大于2倍保護末端故障時的電流，保護范圍更??；
[0054] 當(dāng)考慮系統(tǒng)阻抗時，情況將變得更為嚴(yán)重；采用與以上分析相同的方法， 當(dāng)系統(tǒng)阻抗與保護的整定阻抗相同時，只有當(dāng)保護安裝處的故障分量電流滿足：
的整定電流保護才能動作，若系統(tǒng)阻抗進一步加大，保護范圍將進一步縮小。
[0055] 本發(fā)明各實施例的規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護影響的分析方法，由 于主要包括：對測量阻抗進行定義；針對不同故障類型，對基于工頻相量的距離保護原理 進行分析；對基于工頻變化量距離保護的判據(jù)進行分析；對系統(tǒng)阻抗對工頻變化量距離的 影響進行分析；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中距離保護不正確動作率高，供電可靠性差的缺陷， 以實現(xiàn)提高供電可靠性和電網(wǎng)安全性的優(yōu)點。
[0056] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
[0057] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0058] 附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0059] 圖1為本發(fā)明規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護影響的分析方法的流程 示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明實施例，如圖1所示，提供了規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保 護影響的分析方法，屬于大規(guī)模風(fēng)電接入情況下的交直流混聯(lián)電網(wǎng)輸電線路仿真建模技 術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護影響的仿真驗證分析方 法。
[0062] 本實施例的規(guī)模風(fēng)電接入交直流混聯(lián)系統(tǒng)對距離保護影響的分析方法，具體包括 以下內(nèi)容：
[0063] 1)對測量阻抗進行定義
[0064]在距離保護中，測量阻抗通常用Zni表示，它定義為保護安裝處測量電壓與測 量電流/之比，即：m
[0068]公式（2)中，|Zm|表示測量阻抗的阻抗值.表示測量阻抗的阻抗角！Rm表示測 量阻抗的實部，稱為測量電阻；Xni表示測量阻抗的虛部，稱為測量電抗。
[0069] 依據(jù)測量阻抗Zni在電力系統(tǒng)不同運行狀況下幅值和相位的差異，保護裝置就能區(qū) 分出系統(tǒng)是否發(fā)生了故障、故障發(fā)生在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外。
[0070] 2)針對不同故障類型，對基于工頻相量的距離保護原理進行分析
[0071] (1)