[发明专利]基于风机无功功率突变的风电场无故障跳闸判据

说明书

技术领域

本发明属电力系统及其自动化技术领域，更准确地说本发明涉及一种基于风机无功功率突变的风电场无故障跳闸判据。

背景技术

传统线路的无故障跳闸判据通过检测故障前200ms的功率是否大于功率设定值P₁，故障后功率是否小于功率设定值P₂，并且扰动后是否至少有两项电流的有效值小于电流定值IS₁以及延时定值是否满足等条件来判断。

然后潮流转移后功率和电流值可能满足上述条件，以上传统判据在实际运行过程中已经造成多次误判。若在故障跳闸判据中增加开关的分合闸信号，则必须要求在线路首末两端均配有稳定控制装置，这种方案投资大且需要增加通道资源，实际运行中很少采用。

目前最常用的风电机组包括鼠笼感应风力发电机、双馈感应风力发电机和永磁同步发电机，其中双馈感应风力发电机性价比最高，因而应用最为广泛。前两种风力发电机在正常运行和暂态故障过程中都会与电网交换无功功率，而为了保持风机关键母线电压保持在合理的范围内，风电系统一般都会按照风电场的容量配置一定数量的无功补偿设备，其目的是补偿风电场风机的无功变化，以此来保证风电场关键母线的端电压不受风机无功功率变化的影响。出于风机的安全和责任考虑，目前风电机组本身一般不主动进行无功功率的调节，而主要依赖风电场的无功补偿设备来补偿风机从电网吸收的无功。

基于风电场的无功补偿设备实时跟踪风机本身无功的变化，本发明通过风机无功功率突变的对传统无故障跳闸判据进行改进。特别说明，本发明适用于风电场与电网进行部分无功交换且风机本身不进行无功调节的场合。

发明内容

本发明的目的是：克服传统无故障跳闸判据应用于风电场易将潮流转移误判为无故障跳闸的缺陷，提供一种根据风电场无功补偿设备的无功突变自适应区分潮流转移和无故障跳闸的方法。

具体地说，本发明是采取以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1)根据风电场接入稳定控制装置无功补偿设备的电压和电流，实时计算无功补偿设备的实时无功功率；

2)循环保存200ms内的电流、有功功率和无功功率信息，若有突变量启动，则记录启动时刻；

3)校核突变量启动后的电流、有功功率和电压是否满足传统无故障跳闸判据，若满足则进入步骤4)，否则转到步骤1)；

4)计算无功补偿设备突变量启动前200ms与突变量启动后的无功功率的变化量；

5)若步骤1)计算的的绝对值大于等于设定值，则将故障过程判定为潮流转移，否则将其判为无故障跳闸。

附图说明

附图为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明方法进行详细描述。

附图中步骤1基于风电场无功补偿设备的电压和电流瞬时值，实时计算无功补偿设备的实时无功功率总和；

附图中步骤2循环保存200ms内的电流有功功率和无功功率信息，并判断是否有电流突变量启动或有功功率突变量启动，若有突变量启动，则记录启动时刻；

附图中步骤3校核突变量启动后的电流、有功功率和电压是否满足传统无故障跳闸判据，若满足则进入步骤4)，否则转到步骤1)；

附图中步骤4计算无功补偿设备突变量启动前200ms的无功功率与突变量启动后的无功功率的变化量为；

附图中步骤5描述的是若步骤1)计算的的绝对值大于等于设定值，则将认定发生的故障过程为潮流转移，否则将其判为无故障跳闸。

总之，本发明采集了风电场无功补偿设备的电流和电流信息用于计算风电场无功补偿设备的无功功率瞬时值，通过捕捉无功补偿设备无功功率的变化情况来区分潮流转移和无故障跳闸，避免了传统无故障跳闸判据用于风电场线路跳闸判断存在的缺陷，从本质上提高了区域安控系统故障判断软件用于风电场的可靠性。