[发明专利]一种低容抗保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种低容抗保护方法及系统，其中方法包括：获取线路的三相电流及电压的采样值，针对所述采样值确定三相电流的相量值及电压的相量值；根据比值确定对地容抗；根据线路阻抗参数确定低容抗保护动作区，并确定所述低容抗保护动作区内的关键定值；进行幅值补偿或软补偿；当经过幅值补偿或软补偿后，对地容抗进入低容抗保护动作区且两侧电流相量和的幅值满足电流多点确认的判据时，对线路进行低容抗保护动作。本发明方法原理简单，能够准确快速识别线路故障，提高了线路保护的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，并且更具体地，涉及一种低容抗保护方法及系统。

背景技术

随着新能源及电力电子接入电网，我国电网正面临严峻挑战。

挑战一：新能源接入后短路电流受限，受新能源电源故障后控制系统策略的影响，故障电流表现出幅值受限的特征，这样就使得传统利用故障电流特征识别故障的保护原理灵敏度大幅下降。

挑战二：柔性直流与交流系统连接时，故障电流会呈现汲出特性，使制动电流增大，故障特征弱化，制动电流的增大和故障特性的弱化降低了现有保护的灵敏度，会导致保护拒动，无法快速切除故障，严重影响供电可靠性及系统稳定性。

挑战三：为了适应风电、光伏等大规模新能源的接入和外送，解决无功平衡和电压控制等突出的问题，电网中采用了大量多种类电力电子设备。如UPFC设备、可控并联电抗器等等。高比例电力电子设备接入电网，导致电网结构及故障特征发生显著改变，大幅降低保护的可靠性，导致保护误动作，影响系统稳定性。

现有输电线路采用电流差动保护原理，上述原理存在如下缺点：

新能源及电力电子设备的接入，改变了电网结构，同时受设备自身承受能力及其控制系统特性影响，致使电网故障特性削弱，故障后短路电流显著降低；同样经高过渡电阻故障时故障电流会小于负荷电流，电流差动保护原理难以适应电网复杂多变的应用场景，故障识别能力大大降低，电流差动保护灵敏度下降。

当线路作为柔直系统出线时，由于柔直控制系统作用，造成线路内部故障时柔直系统提供汲出的短路电流，使得制动电流增大、动作电流降低，呈现区外故障的特征，对于串补过补偿时有同样的问题，电流差动保护原理难以识别具有汲出特性的故障，严重情况下导致差动保护拒动，电流差动保护可靠性下降。

为了消除输电线路电容电流的影响，电流差动保护必须引入电压来补偿电容电流。如线路采用可控并联电抗器，电容电流的补偿方法难以适应可控并联电抗器的不同控制档位，会造成部分档位在发生区外故障时动作电流不等于零，存在误动风险，电流差动保护选择性下降。

线路发生单相经过渡电阻接地故障时，受负荷电流的影响，选相元件难以识别故障相，并出现单相故障跳三相线路的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种低容抗保护方法，包括：

获取线路的三相电流及电压的采样值，针对所述采样值确定三相电流的相量值及电压的相量值；

根据三相电流的相量值及电压的相量值确定线路的两侧电流相量和以及电压相量和，并确定电压相量和与两侧电流相量和的比值，根据比值确定对地容抗；

根据线路阻抗参数确定低容抗保护动作区，并确定所述低容抗保护动作区内的关键定值；

当线路的电压相量和的幅值低于幅值预设值时，根据关键定值对线路的电压相量和的幅值进行幅值补偿；当线路的分布电容大于电容预设值并且并联电抗器的补偿度低于补偿度预设值时，根据关键定值对对地容抗进行软补偿；

当经过幅值补偿或软补偿后，对地容抗进入低容抗保护动作区且两侧电流相量和的幅值满足电流多点确认的判据时，对线路进行低容抗保护动作。