[发明专利]用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护方法、系统

说明书

本发明公开了一种用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护方法、系统，包括：获取双馈风电场送出线的三相电流突变量，根据三相电流突变量确定双馈风电场送出线是否发生故障；根据是否存在负序电流判断故障类型；对于不对称故障，求出不对称故障下两侧的负序电流自适应幅值比；对于对称故障，求出对称故障下两侧的负序电流自适应幅值比；依据不对称故障动作值、对称故障动作值，进行相应的保护动作。本发明能解决双馈风电场送出线故障时，风场侧电流频偏带来保护动作性能下降的问题且有较好的耐受过渡电阻能力，并可以反应所有的故障类型，可有效提高双馈风电场送出线保护的可靠性，效果良好。

技术领域

本发明涉及一种用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，分布范围十分广泛，可利用资源丰富。风力发电具有发电技术成熟、发电成本稳定、没有碳排放等环境成本的优点；与太阳能、潮汐能相比，风能产业基础好、经济优势明显、环境污染小。

在众多的风力发电机组之中，双馈风机由于技术成熟、所需变频容量需求小、体积小等优点，成为风力发电场的主流机型之一。随着风电并网装机容量的增多，电网对其的并网要求不断提高，双馈风电机组在电网短路故障时也暴露出一些问题。电网短路故障时风机转子侧换流器会感受到过电流使得风机脱网，不利于电网安全稳定的运行。当双馈风电场送出线故障导致机端电压轻度跌落时，风机转子侧回路感受到的电流较小，风机依靠RSC控制策略实现低压穿越，不需要撬棒电路的投入。此时，风场侧双馈风机提供的短路电流特性与RSC的控制策略密切相关。当送出线故障导致机端电压严重跌落时，风机转子侧回路能够感受电流过大，此时为了保护转子侧变流器不被毁坏，投入Crowbar保护电路来保护转子侧变流器，该阶段时间短暂，一般持续3～5ms，送出线保护来不及动作。

另外，风电场多为大规模集中式接入，电能通过主变后经送出线外送至系统。目前风电场送出线使用常规的线路保护，其原理为基于线路两侧的工频量电压、电流构成保护。由于风力发电机的控制技术与并网方式有别于传统同步发电机，送出线上风电场侧提供的短路电流在故障期间的电磁暂态特性上存在显著差异，基于传统电力系统故障暂态响应特性的继电保护动作性能无法保证。

因此，为了应对大量双馈风电机组接入给电网所带来的影响，保证送出线上继电保护正确动作，设计一种适用于风电场送出线的负序电流纵联保护方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护方法，以用于实现双馈风电场送出线的故障判断，并进一步识别不同的故障类型，进而针对各故障类型给定各自的保护动作判定依据，实现纵联保护。

本发明的技术方案是：一种用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护方法，包括：

获取双馈风电场送出线的三相电流突变量，根据三相电流突变量确定双馈风电场送出线是否发生故障；当未故障发生时，负序电流分量纵联保护不启动，当发生故障时，负序电流分量纵联保护启动；

保护启动后根据是否存在负序电流判断故障类型，若存在负序电流为不对称故障，反之为对称故障；

对于不对称故障，计算不对称故障下双馈风电场送出线两侧的负序电流分量，并根据不对称故障下双馈风电场送出线两侧负序电流相位差计算出不对称故障下自适应系数进而求出不对称故障下两侧的负序电流自适应幅值比，作为不对称故障动作值；

对于对称故障，先利用A相故障前的电流值与B、C两相故障后的电流值构造出负序电流分量，并根据对称故障下双馈风电场送出线两侧负序电流相位差计算出对称故障下自适应系数进而求出对称故障下两侧的负序电流自适应幅值比，作为对称故障动作值；

依据不对称故障动作值、对称故障动作值，构建对称故障和不对称故障下纵联保护的保护判据；

依据对称故障和不对称故障下纵联保护的保护判据，进行相应的保护动作。