[发明专利]双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统及纵联保护方法

权利要求书

1.双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统，其特征在于，具体电路结构如下：包括电源(1)、A母线(3)和B母线(13)，所述A母线(3)通过线路(5)与B母线(13)相连，所述B母线(13)处通过升压变压器(14)与MMC-HVDC系统(15)相连，所述A母线(3)处通过降压变压器(2)与电源(1)相连；

在A母线(3)的出口处设置有首端断路器(4)和检测首端断路器电压电流值的首端电压电流互感器(6)，所述首端断路器(4)与动作控制器a(8)相连接，其中首端电压电流互感器(6)和动作控制器a(8)均与可编程处理器a(7)连接；在B母线(13)的出口处设置有末端断路器(9)和检测末端断路器处电压电流值的末端电压电流互感器(10)，其中末端断路器(9)与动作控制器b(12)相连接，末端电压电流互感器(10)和动作控制器b(12)均与可编程处理器b(11)相连接。

2.根据权利要求1所述的双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统，其特征在于，所述电源(1)为双馈风力发电机。

3.如权利要求1-2任一项所述的双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统的纵联保护方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、通过首端电压电流互感器(6)、末端电压电流互感器(10)分别采集线路(5)上首端断路器(4)、末端断路器(9)处的电流值，首端电压电流互感器(6)将测得的电流值输入到可编程处理器a(7)中，末端电压电流互感器(10)将测得的电流值输入到可编程处理器b(11)中；

步骤2，利用步骤1得到首端断路器波形和末端断路器电流计算两端电流的频带能量占比，若计算得到的首个频带能量占比的差值M大于整定值则断路器动作，首端断路器、末端断路器跳闸断开线路，如计算得到的M小于整定值则继续进行采样。

4.根据权利要求3所述的双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统的纵联保护方法，其特征在于，步骤1具体按照以下实施：通过PSCAD仿真实验模拟配电网发生不同类型的故障，将得到的故障电流数据导入MATLAB程序。

5.根据权利要求3所述的双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统的纵联保护方法，其特征在于，步骤2中频带能量占比计算方法为：

根据采样电流特点和需求选取Meyer小波分解，将Meyer小波定义为函数通过双尺度差分方程

其中，w(t)为正交尺度函数，{h_k}_k∈Z和{g_k}_k∈Z是一对共轭正交滤波器系数，t为时间尺度；

生产函数组{w_n,j,k(t):＝2^-j/2w_n(2^-j-k),n∈Z,j∈Z,k∈Z}称为关于的正交小波包，Z代表整数集；

对于步骤1中的电流采样信号i(t)，其离散正交小波包变换定义为i(t)在正交小波包基{w_n,j,k(t)}_{n∈Z,j∈Z,k∈Z}的投影系数，即：

其中，{p_s(n,j,k)}_k∈Z为i(t)在正交小波包空间上的小波包变换系数序列；

则正交小波包空间电流信号i(t)在该时频局域化空间的能量分布E(j,n)定义如下：

其中，小波包变换系数p_s(n,j,k)的离散数值计算采用式(1)的递推算法，第一个频带能量即为第一个小波包变换系数能量分布在整体能量分布中的占比D如下：

综上，借鉴传统电流差动保护构造出介于DFIG与MMC-HVDC之间线路的纵联保护判据：

(D_MMC+D_DFIG)-(D_MMC-D_DFIG)≥D_op0 (5)

其中，D_MMC代表MMC短路电流中的首个频带分量，D_DFIG代表DFIG短路电流中的首个频带分量；D_op0为整定值。

6.根据权利要求5所述的双馈风机接入柔性直流的纵联保护系统的纵联保护方法，其特征在于，步骤2中所述整定值D_op0为0.2。