[发明专利]风电场单回送出线自适应三相重合闸及其方法

说明书

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风电场单回送出线自适应三相重合闸策略。该策略在能够风电场单回送出线三相跳开后，延长风电场维持暂稳的时间；同时，判定送出线的故障性质：故障为瞬时性且已消失时，使重合闸动作重合线路，故障为永久性时，闭锁重合闸，不重合线路。本发明在延长风电场暂稳时间的前提下，实现了风电场送出线故障性质的快速判别，有效提高了风电场送出线三相跳开后的重合成功率，并避免了重合于永久性故障或尚未消失的瞬时性故障对系统造成的二次冲击。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风电场单回送出线自适应三相重合闸。

背景技术

我国风电资源远离负荷中心，风电场所发电能经集电线路汇集至风电场送出线(110kV～330kV)后送入电网中经更高电压等级(750kV)输电线路送至负荷中心。这种能量输送方式使得：(1)风电场不带本地负荷或只带很小的负荷；(2)风电场送出线多为单回。

风电场是根据最大功率跟踪的原则设计的，并不具有快速调频和调压的能力。所以，风电场单回送出线一旦被三相跳开，风电场大量的有功盈余将使风电场因频率和电压越限迅速失稳，风电场侧检同期重合闸成功的可能性极低。风电场若不能成功重合，需经故障定位与处理、检查核实、上报调度再度并网等过程方能再度并网。这一过程至少需耗费48小时，将对风电场造成不可忽略的经济损失。

目前，风电场单回送出线三相跳开后的重合策略是：对风电场侧放弃采用检同期的重合方式，转而采用“检母线无压线路有压”的方式，亦即待风电场内风电机组全部切机后方可重合。这种方式虽然有效减少了风电场重新并网耗时，但依然未能达到维持风电场的供电可靠性的目的；该方法在重合前并不对线路故障性质做出判别，一旦重合于永久性故障或尚未消失的瞬时性故障，将会对系统造成二次冲击。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种风电场单回送出线自适应三相重合闸策略；该策略在能够风电场单回送出线三相跳开后，延长风电场维持暂稳的时间；同时，判定送出线的故障性质：故障为瞬时性且已消失时，使重合闸动作重合线路，故障为永久性时，闭锁重合闸，不重合线路。本发明在延长风电场暂稳时间的前提下，实现了风电场送出线故障性质的快速判别，有效提高了风电场送出线三相跳开后的重合成功率，并避免了重合于永久性故障或尚未消失的瞬时性故障对系统造成的二次冲击。

本发明提出了一种风电场单回送出线自适应三相重合闸策略，具体内容如下：

在风电场出口主变低压侧加装适量的替代负荷，必要的时候切除部分风机，从而延长含风电场孤网维持暂稳的时间，为风电场侧检同期重合赢得时间；在风电场送出线风电场侧加装充电电容，送出线三相跳开，经固定延时后投入，通过检测充电电容电压变化特性，循环判定线路故障是否消失，瞬时性故障消失后方允许重合，故障消失前及永久性故障不重合，以避免重合失败造成的二次冲击。

具体实现步骤如下：

1)风电场送出线三相跳开后，投入替代负荷。替代负荷为可变电阻，其容量P_Rmax，根据风电场的年均出力P_W与本地年均负荷P_L的差设置替代负荷的大小，即：

P_Rmax＝P_W-P_L (1)

风电场送出线三相跳闸后，若故障前送出线传输功率P₀≤P_Rmax，投入替代负荷即可维持风电场侧的稳定，此时接入的替代负荷容量为：

P_R＝P₀ (2)

若故障前送出线传输功率P₀>P_Rmax，投最大容量的替代负荷P_R.max，同时风电场切除出力为P_WC的部分风机容量接入的替代负荷容量为：