[发明专利]基于站域保护原理的风电场汇集系统继电保护方法

说明书

本发明公开了一种基于站域保护原理的风电场汇集系统继电保护方法，包括：在各汇集馈线出口处、接地变侧和主变低压侧分别安装相同的继电保护装置，每套继电保护装置遵循IEC61850规约进行通信，将其内部电子式互感器量测得到的电气量信息发送至站控层决策中心；由站控层决策中心根据各电气量信息之间的大小关系来确定故障类型，再根据故障类型启用相应的站域保护机制。该方法充分考虑到了风机复杂的故障特性和风电场特殊的拓扑结构，通过利用电子式互感器采集到的多端信息量进行故障判别，构造的站域保护新原理具有较好的选择性与速动性，适用于各种类型不同容量大小的风力发电场站。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于站域保护原理的风电场汇集系统继电保护方法。

背景技术

在风电大规模发展的背景下，随着接入电网的风电规模不断扩大，风电场的故障特性给电力系统的安全稳定运行带来了一系列新的挑战。尤其是在保障电网和风电场安全运行的保护控制措施问题上，风电场对于电力系统的影响日益增强，传统将风电场视为等效负荷的处理方式已经不再适用。由于风机异于常规电源的短路特性，研究满足选择性、可靠性、快速性、灵敏性的风场保护对风电场以及电力系统的稳定运行等方面具有重要意义。

目前风电场汇集系统采用传统继电保护，利用单端信息量进行故障判别。在汇集母线上配置差动电流保护，在汇集馈线上配置两段式电流保护和零序过电流保护。然而由于风力发电机装设电力电子器件并采用复杂的控制策略，导致其故障特性与传统同步发电机明显不同，同时风电场特殊的拓扑结构也为继电保护正确动作带来了挑战。随着风电入网比例不断增加，风电场汇集系统传统保护装置出现拒动与误动的问题日益凸显，因此针对风电场研究适应性更好的汇集系统保护新原理具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于站域保护原理的风电场汇集系统继电保护方法，具有可靠性高、灵敏性高的优点，适用于各种类型不同容量大小的风力发电场站。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于站域保护原理的风电场汇集系统继电保护方法，包括：

在各汇集馈线出口处、接地变侧和主变低压侧分别安装相同的继电保护装置，每套继电保护装置遵循IEC61850规约进行通信，将其内部电子式互感器量测得到的电气量信息发送至站控层决策中心；

由站控层决策中心根据各电气量信息之间的大小关系来确定故障类型，再根据故障类型启用相应的站域保护机制。

所述由站控层决策中心根据各电气量信息之间的大小关系来确定故障类型包括：

当第k汇集馈线出口处的电子式互感器测量的零序电流等于接地变侧的电子式互感器测量到的汇集母线的零序电流则表示第k汇集馈线发生单相故障：

当第k汇集馈线出口处的电子式互感器测量的电流与主变低压侧的电子式互感器测量到的电流满足下式，则第k汇集馈线发生相间故障：

其中，K_ad为调节系数；

当接地变侧的电子式互感器测量到的汇集母线的零序电流与各个汇集馈线出口处的电子式互感器测量的零序电流以及主变低压侧的电子式互感器测量到的零序电流之差均大于设定的整定值I_set1，则表示汇集母线发生单相接地故障：

其中，p＝1,2,3时，表示相应汇集馈线出口处的电子式互感器测量的零序电流；p＝4，表示主变低压侧的电子式互感器测量到的零序电流

所述据故障类型启用相应的站域保护机制包括：

若汇集馈线发生单相故障或者相间故障，则控制相应断路器跳闸；