[发明专利]用于解列保护的相角漂移检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于解列保护的相角漂移/PAD/方法。

背景技术

术语LOM(“解列”)用于描述发电机不慎与电网隔离并且继续供应本地需求的状况。该状况出于下述原因是不可接受的，这些原因包括：DNO(“配电网控制器”)在重新配置网络时操作的风险、反相重合闸、潜在的活动不接地网络以及给本地需求提供质量差的供电。

找到公共应用的LOM检测的现有被动方法包括ROCOF(“频率变化率”)和VS(“矢量变化”)。然而，对于它们响应于网络故障的稳定性的关注已经增加，并且在较小程度上，关注提供的灵敏程度。这两个性能标准是密切相关的，并且常常牺牲灵敏度以通过增加元件的阈值设定来获得更高级别的稳定性。

PAD(“相角偏移”)方法是在不牺牲灵敏度的情况下提供固有增强的稳定性的替代方法。该方法继续偏重于仅使用被动技术，并且因此不要求任何额外的干预式硬件。

PAD概念基于隔离之后的系统的电相角漂移的检测。该变化是由由于本地需求和发电机输出之间的错配导致的频率漂移而出现的。

能够仅使用本地测量或者通过额外地使用从仪器经由通信获得的远程频率测量以多种不同的方式来计算相角变化。在任一情况下，使用关于电网的频率改变的偏离来计算累积的相角漂移。假设将仅使用本地测量，考虑三种方法来实施PAD概念：

1.方法1-基于本地延迟电压角信号

该方法使用一个周期快速傅立叶变换(FFT)变换来通过比较基频分量的当前角与之前计算的值(假设仍是电网的反映)评估移动窗内的角变化。在下面的等式(1)中数学地定义该原理。

α_n＝角[FFT(V_n..V_n-24)_50Hz]-角[FFT(V_n-T..V_n-24T)_50Hz](1)其中：

Vn：测量的电压采样

α_n：最近的信号和延迟的信号之间的相角差

T：历史延迟

相角α_n连续地与阈值进行比较并且如果值超过设定则产生跳脱信号。然而，该方法导致很多问题：

-算法要求恒定的采样速率。

-算法要求对于采样的输入值的直接访问。

-要求通道切换逻辑来计数相电压的丢失并且实质上复制频率跟踪算法中的功能。

2.方法2-根据df/dt的局部值计算电压相角

该方法是传统的ROCOF算法的扩展。其使用等式(2)根据df/dt的值评估角度。为了防止积分器的慢“蠕变”，需要应用额外的高通滤波器或者触发和重置算法，用于拒绝角度的非常慢的变化。

α_n＝α_n-1+Δα_n-Δα_n-T    其中：

ω_n：当前旋转频率

ω_n-12：之前的旋转频率

Δα_n：相角的改变

T_12个采样：算法执行之间的时间间隔(0.5/f_n-12)。

角度α_n被再次连续地与阈值进行比较并且如果值超过设定则产生跳脱信号。根据以上的等式(2)，能够看到的是，除了执行传统的ROCOF计算之外还需要双积分并且因此该方法需要相当大量的计算。然而，注意的是，在噪声消除方面，平均效果将是有利的。

3.方法3-基于频率外推

如本申请的最后所引用的专利文献[1]中所公开的，该方法基于根据当前测量本地频率与使用历史数据(这是当前电网频率的反映)估计的频率之间的差获得的累积电相角漂移的阈值比较。下面的等式(3)形成了用于使用来自跟踪算法的当前测量值和使用来自存储的历史频率值的线性外推计算的估计频率来获得相角的方法的基础。每基础波形的半周期(12个采样)进行评估并且应用变换以提供以度为单位的角度。

其中：

n：采样标号

α_n：更新后的相角

估计频率

α_n-12：之前的相角

f_n：测量频率