[发明专利]一种基于谐波保护装置的电网保护方法与系统

说明书

本发明具体涉及一种基于谐波保护装置的电网保护方法与系统，包括：采集母线的电压信号以及所述母线的各出线的电流信号，基于所述采集的母线电压信号和所述出线电流信号，计算所述母线谐波电压向量、所述出线各次谐波电流向量和所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数，基于所述母线谐波电压和所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数以及设定的谐波保护定值和保护时延，对电网进行保护。本发明为可在所述母线谐波电压大于所述母线谐波电压保护定值，且持续时间超过设定的保护时延时，迅速、精确地切除所述贡献系数最大的出线，确保电网的安全运行，能够防止因为谐波治理不当造成的超越电网安全许可的谐波的侵入。

技术领域

本发明涉及一种基于谐波保护装置的电网保护方法与系统。

背景技术

近几年来，随着风力发电、光伏发电的大规模接入，以及直流输电、电气化铁路、电动汽车、微电网、分布式发电等新技术的快速发展和需求侧变频负载占比的快速增长，电网的谐波形势日趋复杂与严峻，谐波源已经从过去主要集中在用户侧迅速扩展至发、输、变、配、用各环节，谐波已不再单是影响电能质量，严重时已危及电网安全。谐波治理不适当可能造成超越电网安全许可的谐波侵入，此时，如不及时采取措施，不仅严重影响电能质量，甚至危及整个电网的可靠运行。

发明内容

为了解决上述由于谐波治理不当或者治理设备故障等造成的超越电网安全许可的谐波侵入，从而严重影响电能质量，危害整个电网的可靠运行，本发明提供一种基于谐波保护装置的电网保护方法，所述方法包括：

采集母线的电压信号以及所述母线的各出线的电流信号；

基于所述采集的母线电压信号和所述出线电流信号，计算所述母线谐波电压向量、所述出线各次谐波电流向量和所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数；

基于所述母线谐波电压和所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数以及设定的谐波保护定值和保护时延，对电网进行保护。

优选的，所述基于所述母线谐波电压和所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数以及设定的谐波保护定值和保护时延，对电网进行保护包括：

如果所述母线谐波电压大于同次谐波电压保护定值且持续时间超过保护时延定值，立即向母线谐波电压的贡献系数最大的出线断路器发出跳闸信号；

基于切除母线谐波电压的贡献系数最大的出线断路器后，重新对剩余电网中母线谐波电压进行判断，如果所述母线谐波电压大于同次谐波电压保护定值且持续时间超过保护时延定值，则继续向所述母线谐波电压的贡献系数最大的出线断路器发出跳闸信号，直到剩余电网中母线谐波电压小于等于同次谐波电压保护定值且持续时间不超过保护时延定值。

优选的，所述基于所述采集的母线电压信号和所述出线电流信号，计算所述母线谐波电压向量、所述出线各次谐波电流向量和所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数包括：

基于所述采集的母线电压信号和所述出线电流信号，采用傅立叶算法计算所述母线谐波电压向量、出线各次谐波电流向量及电压总体波形畸变率；

基于所述母线谐波电压向量、出线各次谐波电流向量及电压总体波形畸变率计算所述母线谐波电压和出线对所述母线谐波电压的贡献系数。

优选的，所述电压总体波形畸变率的计算公式如下：

式中，U_n为第n次谐波电压的幅值；U_THD为电压总体波形畸变率。

优选的，所述出线对所述母线谐波电压的贡献系数包括：

利用最小二乘法对计算的多组电压相量、电流相量进行拟合，建立诺顿等效模型；

基于建立的诺顿等效模型确定出线对所述母线谐波电压的贡献系数。

优选的，所述诺顿等效模型基于下式设定：