一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法，屬于電力系統(tǒng)繼電 保護領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)電源系統(tǒng)在電氣暫態(tài)特性上有著較大的差別。首先風(fēng)力發(fā)電 的低電壓穿越能力較弱，在電壓跌落時發(fā)電機組控制系統(tǒng)的撬棒動作，使得風(fēng)機出力減小， 引起送出系統(tǒng)頻率逐漸降低，偏離正常工頻，同時撬棒動作后也將使得故障點短路電流降 低，甚至消失。風(fēng)電系統(tǒng)上述特征都將對傳統(tǒng)以工頻量相位比較為主要原理的距離保護方 向判別產(chǎn)生很大影響，導(dǎo)致距離保護方向的誤判。
[0003] 而以火力及水力發(fā)電機組構(gòu)成的同步發(fā)電機電源系統(tǒng)，在外部故障時，系統(tǒng)電源 的頻率在故障后很長時間內(nèi)不會發(fā)生變化，因此當(dāng)保護安裝處測量的電流是同步發(fā)電機電 源提供的短路電流時，以工頻相量為原理的距離保護方向判別不會受到影響。因此在風(fēng)電 送出線路系統(tǒng)側(cè)正方向故障時及風(fēng)電側(cè)背后反方向故障時，故障電流由同步發(fā)電機電源提 供，此時工頻量判別的方向元件判據(jù)比較穩(wěn)定。
[0004] 如專利名稱為：一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路距離保護方法（公告號： 104242267A)，提供了一種故障點方向判別方法，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路發(fā)生故障時，若 AU · 滿足故障點判別公式：180° <afg^<360°時，其中At/為保護安裝處的故障相電壓變化 AI 相量，Δ)為保護安裝處的故障相電流變化相量，此時判斷故障點方向為正方向。如果保護 背后電源為風(fēng)電電源，若發(fā)生正方向故障，由于風(fēng)電特性不穩(wěn)定，距離保護可能出現(xiàn)拒動， 從而造成巨大的安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法，用以解決 現(xiàn)有故障點方向判別方法可能造成距離保護拒動或者誤動的問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0007] -種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0008] 1)當(dāng)保護背后電源為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時，若故障判別結(jié)果滿足反方向判據(jù)，并且能 夠持續(xù)一定時間，則故障方向為反方向故障，否則故障方向為正方向故障；
[0009] 2)當(dāng)保護背后電源為系統(tǒng)電源時，若故障判別結(jié)果滿足正方向判據(jù)，并且能夠持 續(xù)一定時間，則故障方向為正方向故障，否則故障方向為反方向故障。
[0010] 對距離保護裝置設(shè)置控制字，此控制字用于表示保護背后對應(yīng)的電源特性。
[0011]所述步驟 1)中，反方向判據(jù) ~ um -ImXZsrt 其中&#為距保護安裝處電壓兩個工頻周波前的電壓相量，Jffl為保護安裝處電壓的當(dāng)前相 量，之為保護安裝處電流的當(dāng)前相量，Zsrt為線路整定阻抗相量值。 -LI , .
[0012] 所述步驟2)中，正方向判據(jù)為：-90°< JrW77~ril￡L^) <90°，其中CZpt5l為距保 Um -Im ^Zset 護安裝處電壓兩個工頻周波前的電壓相量，￡>?為保護安裝處電壓的當(dāng)前相量，^為保護安 裝處電流的當(dāng)前相量，Zsrt為線路整定阻抗相量值。
[0013] 所述一定時間為：20ms~30ms。
[0014] 本發(fā)明針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)電源系統(tǒng)在故障時電氣暫態(tài)特性上的差異，根據(jù) 故障前后相位變化范圍，并且能夠在對應(yīng)范圍內(nèi)持續(xù)一定時間，來進行故障點方向判別，對 不同電源特性進行對應(yīng)判別方式進行判斷，能夠更加準(zhǔn)確和簡便的對故障點方向進行判 斷，解決了現(xiàn)有技術(shù)的故障點方向判別法可能帶來的方向誤判的問題。
【附圖說明】
[0015] 圖1是實施例的方法流程圖。
[0016] 圖2是實際線路故障時的示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0018] 本方案的一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法，其基本步驟包括：
[0019] 1)當(dāng)保護背后電源為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時，若故障判別結(jié)果滿足反方向判據(jù)，并且能 夠持續(xù)一定時間，則故障方向為反方向故障，否則故障方向為正方向故障；
[0020] 2)當(dāng)保護背后電源為系統(tǒng)電源時，若故障判別結(jié)果滿足正方向判據(jù)，并且能夠持 續(xù)一定時間，則故障方向為正方向故障，否則故障方向為反方向故障。
[0021] 當(dāng)保護背后電源為風(fēng)電特征時，采用反方向比相圓方程進行判別。此時如果為反 方向故障，故障電壓、電流量即為對側(cè)系統(tǒng)電源提供，故障前后相位穩(wěn)定，反方向動作方程 判別結(jié)果穩(wěn)定，持續(xù)一段時間即可判別為反方向故障；此時如果為正方向故障，故障電壓 電、電流量即為風(fēng)電電源提供，故障前后相位變化較大，反方向動作方程判別結(jié)果抖動，判 別結(jié)果不能持續(xù)一段時間，即可以判別為正方向故障。
[0022] 當(dāng)保護背后電源為同步發(fā)電機系統(tǒng)電源時，采用正方向比相圓方程進行判別。此 時如果為正方向故障，故障電壓、電流量即為本側(cè)系統(tǒng)電源提供，故障前后相位穩(wěn)定，正方 向動作方程判別結(jié)果穩(wěn)定，持續(xù)一段時間即可判別為正方向故障；此時如果為反方向故障， 故障電壓、電流量即為風(fēng)電電源提供，故障前后相位變化較大，正方向動作方程判別結(jié)果抖 動，判別結(jié)果不能持續(xù)一段時間，即可以判別為反方向故障。
[0023] 如圖2所示，其中A為風(fēng)電電源，B為系統(tǒng)電源，K為距離保護裝置，若利用現(xiàn)有技 術(shù)中故障方向判別方法，當(dāng)a處發(fā)生故障時，故障電壓和故障電流由風(fēng)電電源提供，會導(dǎo)致 故障前后相位變化范圍過大，判別結(jié)果不穩(wěn)定，可能導(dǎo)致距離保護裝置K發(fā)生拒動。
[0024] 利用本方案的判別方法，則不會產(chǎn)生上述拒動現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)a處發(fā)生故障時，距 離保護裝置K的判別結(jié)果不滿足反方向判據(jù)，或者滿足反方向判據(jù)但不能夠持續(xù)滿足一定 時間，那么認為該故障為正方向故障，保護動作，避免了現(xiàn)有技術(shù)可能引發(fā)的拒動后果。
[0025] 采用本發(fā)明方法的距離保護具體實施如下步驟如下：
[0026] 1.進行故障啟動模塊的執(zhí)行判別。
[0027] 故障啟動模塊采用電流變化量識別，識別公式如下：
[0028] |ik-ik_2T| > 1.2|i k-2T ^k-4T I +^QDsetting
[0029] 上式中，ik為當(dāng)前采樣點的電流采樣值，T為采用周期，i k_nT為n個工頻周期前的 電流采樣值，Iwsrtting為電流變化量啟動定值。
[0030] 滿足上述公式后，判別保護啟動，并進入故障啟動后處理邏輯。
[0031] 2.進行故障選相，故障選相方法采取通用的電流變化量選相元件，此處不再詳述。
[0032] 3.根據(jù)步驟2的選相結(jié)果進行故障環(huán)路故障點距離計算。
[0033] 計算故障點距離保護安裝處距離，可采用以下微分方程進行求解。
【主權(quán)項】
1. 一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 當(dāng)保護背后電源為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時，若故障判別結(jié)果滿足反方向判據(jù)，并且能夠持 續(xù)一定時間，則故障方向為反方向故障，否則故障方向為正方向故障； 2) 當(dāng)保護背后電源為系統(tǒng)電源時，若故障判別結(jié)果滿足正方向判據(jù)，并且能夠持續(xù)一 定時間，則故障方向為正方向故障，否則故障方向為反方向故障。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別方法，其特征在于，所述步驟1)中，反方向判據(jù)： 』rg( Ipul )>90°或Jrg( Ipd )<-90°，其中1dppl為距保護安裝處電壓兩個 Um-Im XZiet Um-ImXZset 工頻周波前的電壓相量，為保護安裝處電壓的當(dāng)前相量，L為保護安裝處電流的當(dāng)前 相量，Zsrt為線路整定阻抗相量值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別方法，其特征在于，所述步驟2)中，正方向判據(jù)為： -U -W0KArgC7-~^^^)<90°，其中t>pd為距保護安裝處電壓兩個工頻周波前的電壓相 Um-LxAet 量，為保護安裝處電壓的當(dāng)前相量，為保護安裝處電流的當(dāng)前相量，Zsrt為線路整定 阻抗相量值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的判別方法，其特征在于，所述一定時間為：20ms~30ms。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電送出輸電線路故障點方向判別方法，當(dāng)保護背后電源為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時，若故障判別結(jié)果穩(wěn)定，并且能夠持續(xù)一定時間，則故障方向為反方向故障，否則故障方向為正方向故障，當(dāng)保護背后電源為系統(tǒng)電源時，若故障判別結(jié)果穩(wěn)定，并且能夠持續(xù)一定時間，則故障方向為正方向故障，否則故障方向為反方向故障，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)電源系統(tǒng)在故障時電氣暫態(tài)特性上的差異，根據(jù)故障前后相位變化范圍，并且能夠在對應(yīng)范圍內(nèi)持續(xù)一定時間，來進行故障點方向判別，能夠更加準(zhǔn)確和簡便的對故障點方向進行判斷，解決了現(xiàn)有技術(shù)的故障點方向判別法可能帶來的方向誤判的問題。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104833896
【申請?zhí)枴緾N201510216505
【發(fā)明人】倪傳坤, 文明浩, 潘武略, 樊占峰, 李寶偉, 李文正
【申請人】許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月30日