[发明专利]一种并网升压变压器二次谐波制动元件动作辅助判据

摘要

本发明提出一种并网升压变压器二次谐波制动元件动作辅助判据，光伏电站经升压变压器并网，升压变高压侧内部发生对称故障时，光伏并网点暂态短路电流中含有二次谐波分量可能引起变压器二次谐波制动保护误闭锁，由于暂态短路电流中二次谐波分量主要是由短路暂态瞬间直流分量引入产生，且故障状态下光伏系统进行低电压穿越切换，在d轴电流中引入低频谐波分量，可以通过测量流过d轴电流中低频谐波分量识别变压器励磁涌流和光伏并网点故障，以保护升压变压器本体。

主权项

1.一种并网升压变压器二次谐波制动元件动作辅助判据，其特征在于，包括以下步骤：1)光伏并网逆变器采用基于电网电压定向的双环控制方式，电压外环控制直流母线电压稳定，内环采用dq旋转坐标系下的内环电流控制，正常运行情况下，光伏并网系统并网点电流中不会产生直流电流分量和二次谐波分量，在光伏电压经变压器并网在变压器内部故障时，由于逆变器接口惯性，在并网逆变器出口侧短路电流中含有直流电流分量，此直流分量引入逆变器控制环节引起并网电流中含有二次谐波分量；2)光伏暂态短路过程中并网点电流中所含直流分量引入电压外环控制时在电流中引入二次谐波分量，同时由于故障导致电压跌落，光伏系统切换至低电压穿越控制模式，低电压穿越控制切换如下:在满足无功支撑并维持系统有功功率平衡基础上，同时为防止电流过大危及逆变器的安全运行，通常要求逆变器流过电流不超过1.2倍的额定电流I_N，即式中P_ref0为稳态状态下逆变器的额定输出功率；3)低电压穿越控制切换导致内环d轴电流参考值产生阶跃性跌落，在并网点电流中产生以ω_c为频率的低频谐波分量；4)在上述分析中，并网电流中二次谐波分量和以ω_c为频率的低频谐波分量在故障时同时产生，因此可以通过检测并网电流中低频谐波分量的大小来区分光伏并网系统短路状态和变压器励磁涌流状态，在检测到并网电流中含有频率为ω_c的低频分量时，光伏并网系统处于短路状态，短时开放变压器二次谐波制动保护；在检测到并网电流中二次谐波分量超过变压器二次谐波整定系数K2时，且不含频率为ω_c的低频分量时，即变压器处于励磁涌流状态，二次谐波制动保护动作，变压器二次谐波制动保护动作辅助判据如下：5)当检测到流过变压器的差动电流中二次谐波含量I₂及差动电流中基频电流含量I₁满足关系I₂≥K₂I₁且检测到并网电流中含有频率位ω_c的衰减分量时，短时开放二次谐波制动保护。