一種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法
【專利摘要】一種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法，包括：步驟1、在故障發(fā)生后，采集當(dāng)前風(fēng)電場送出線路的相電流；步驟2、利用最小二乘擬合方法，構(gòu)建測量間線性關(guān)系，估算出所述相電流的頻率；步驟3、當(dāng)計算出的所述相電流的頻率處于正常頻率范圍時，判定撬棒保護(hù)電路未啟動，進(jìn)入步驟4；否則，判定所述撬棒保護(hù)電路已啟動，返回步驟1；步驟4、通過距離保護(hù)元件找到線路中發(fā)送所述故障的位置。本發(fā)明能夠免疫于雙饋式風(fēng)電場送出的非工頻電流特性，且針對各種故障類型都能很快的計算出故障阻抗和距離保護(hù)的動作特性，極大得提高了保護(hù)的可靠性和選擇性。
【專利說明】-種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于故障檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)在新能源發(fā)電領(lǐng)域中獲得了十分廣泛的應(yīng)用，距離保護(hù)作 為線路主流后備保護(hù)之一對風(fēng)電場送出線路的安全運行起著極其重要的作用。雙饋式風(fēng)力 發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電壓跌落導(dǎo)致轉(zhuǎn)子過流時，為保護(hù)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器，會投入Crowbar(撬棒）保 護(hù)電路，此時定子機(jī)端會向電網(wǎng)送出非工頻故障電流，這給繼電保護(hù)帶來了很多實際工程 問題，其中之一就是會導(dǎo)致基于傅氏算法的距離保護(hù)元件無法準(zhǔn)確計算故障點到保護(hù)安裝 處的阻抗。從而使得距離保護(hù)這一后備保護(hù)原理在風(fēng)電并網(wǎng)點附近的區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故 障的情況下的動作變得異常不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一是提供一種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù) 中的由于非工頻故障電流，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
[0004] 在一些說明性實施例中，所述風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法，包括：
[0005] 步驟1、在故障發(fā)生后，采集當(dāng)前風(fēng)電場送出線路的相電流；
[0006] 步驟2、利用最小二乘擬合方法，構(gòu)建測量間線性關(guān)系，估算出所述相電流的頻 率；
[0007] 步驟3、當(dāng)計算出的所述相電流的頻率處于正常頻率范圍時，判定撬棒保護(hù)電路未 啟動，進(jìn)入步驟4 ;否則，判定所述撬棒保護(hù)電路已啟動，返回步驟1 ;
[0008] 步驟4、通過距離保護(hù)元件找到線路中發(fā)送所述故障的位置。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的說明性實施例包括以下優(yōu)點：
[0010] 本發(fā)明能夠免疫于雙饋式風(fēng)電場送出的非工頻電流特性，且針對各種故障類型都 能很快的計算出故障阻抗和距離保護(hù)的動作特性，，極大得提高了保護(hù)的可靠性和選擇性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0012] 圖1是按照本發(fā)明的說明性實施例的流程圖
[0013] 圖2是按照本發(fā)明的說明性實施例的2饋直交流系統(tǒng)；；
[0014] 圖3是按照本發(fā)明的說明性實施例的2饋直交流系統(tǒng)的等效系統(tǒng)； 圖4是按照本發(fā)明的說明性實施例的實驗結(jié)果曲線圖。

【具體實施方式】
[0015] 在以下詳細(xì)描述中，提出大量特定細(xì)節(jié)，以便于提供對本發(fā)明的透徹理解。但是， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，即使沒有這些特定細(xì)節(jié)也可實施本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳 細(xì)描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免影響對本發(fā)明的理解。
[0016] 如圖1所述，公開了一種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法，包括：
[0017]S11、在故障發(fā)生后，采集當(dāng)前風(fēng)電場送出線路的相電流；
[0018] 其中，還可以利用利用S12、對所述步驟1中采集到的相電流進(jìn)行濾波處理，濾除 所述相電流中的高次諧波。
[0019]S13、利用最小二乘擬合方法，構(gòu)建測量間線性關(guān)系，估算出所述相電流的頻率；
[0020]S14、當(dāng)計算出的所述相電流的頻率處于正常頻率范圍時，判定撬棒保護(hù)電路未啟 動，進(jìn)入步驟4;否則，判定所述撬棒保護(hù)電路已啟動，返回步驟1;
[0021]S15、通過距離保護(hù)元件找到線路中發(fā)送所述故障的位置。
[0022] 本發(fā)明能夠免疫于雙饋式風(fēng)電場送出的非工頻電流特性，且針對各種故障類型都 能很快的計算出故障阻抗和距離保護(hù)的動作特性，，極大得提高了保護(hù)的可靠性和選擇性。
[0023] 實施例：
[0024] 步驟一：當(dāng)故障啟動模塊啟動后，通過電流互感器采集風(fēng)電場送出線路保護(hù)安裝 處的相電流IA、IB、I。；
[0025] 步驟二：將采集來的電流信號經(jīng)過低通濾波器，濾除高次諧波，經(jīng)過0. 01s后進(jìn)入 步驟三；
[0026] 步驟三：利用最小二乘擬合方法，構(gòu)建測量間線性關(guān)系，估算被測信號頻率f;
[0027] 步驟四：判斷頻率f?與系統(tǒng)工頻50Hz的差值，若在0. 01s的時間內(nèi)均近似相等，則 進(jìn)入步驟五；若不相等，則判斷雙饋式風(fēng)電機(jī)組Crowbar保護(hù)電路投入，暫時閉鎖距離保護(hù) 繼電器，并返回步驟三；
[0028] 步驟五：利用現(xiàn)有的基于全周傅氏算法的距離保護(hù)判斷距離保護(hù)的動作情況。
[0029] 步驟一具體如下，是以A相電流為例：
[0030] 故障發(fā)生后，保護(hù)安裝處測得的電流信號均可以用下式描述，即頻率為f的正弦 波信號，并且信號中含有衰減直流成分：
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)電場送出線路的故障檢測方法，其特征在于，包括： 步驟1、在故障發(fā)生后，采集當(dāng)前風(fēng)電場送出線路的相電流； 步驟2、利用最小二乘擬合方法，構(gòu)建測量間線性關(guān)系，估算出所述相電流的頻率； 步驟3、當(dāng)計算出的所述相電流的頻率處于正常頻率范圍時，判定撬棒保護(hù)電路未啟 動，進(jìn)入步驟4 ;否則，判定所述撬棒保護(hù)電路已啟動，返回步驟1 ; 步驟4、通過距離保護(hù)元件找到線路中發(fā)送所述故障的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測方法，其特征在于，在進(jìn)入所述步驟2之前，還包 括： 對所述步驟1中采集到的相電流進(jìn)行濾波處理，濾除所述相電流中的高次諧波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測方法，其特征在于，所述步驟2,具體包括： 生成所述相電流的信號序列，以采樣時間點構(gòu)造所述相電流的x序列和y序列； 根據(jù)所述信號序列、x序列和y序列進(jìn)行計算，獲得所述相電流的數(shù)字角頻率； 利用所述相電流的數(shù)字角頻率估算出所述相電流的頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障檢測方法，其特征在于，，所述信號序列： I (n) = Asin (n Q + 0 ) +Dexp (-n A T/ x ) 所述x序列和y序列： x (n) = 21 (n-1) y (n) = I (n) +1 (n-2) 其中，Q為數(shù)字角頻率；AT為采樣周期，t為衰減直流分量的衰減時間常數(shù)，n為采 樣時間點，D為指數(shù)函數(shù)初值，exp為指數(shù)函數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信號序列、x序列 和y序列進(jìn)行計算，獲得所述相電流的數(shù)字角頻率，具體包括：
其中，N為采樣時間點的長度，k為調(diào)節(jié)系數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障檢測方法，其特征在于，所述利用所述相電流的數(shù)字角 頻率估算出所述相電流的頻率，具體包括：
根據(jù)上述公式計算出所述相電流的頻率f。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測方法，其特征在于，所述步驟3中判斷計算出的所述 相電流的頻率是否處于正常頻率范圍，具體包括： 當(dāng)f滿足如下公式，則判定該f處于正常頻率范圍； f-p < tv 其中，P為系統(tǒng)工頻，tv為頻率閥值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測方法，其特征在于，所述步驟3判定所述撬棒保護(hù)電 路已啟動時，還包括： 閉鎖所述距離元件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測方法，其特征在于，所述步驟4,具體包括： 通過基于全周傅氏算法的距離保護(hù)找到線路中發(fā)送所述故障的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測方法，其特征在于，在所述步驟4通過距離保護(hù)元 件找到線路中發(fā)送所述故障的位置之后，還包括： 向風(fēng)電場系統(tǒng)發(fā)送存在所述故障的位置的斷路器跳閘指令。
【文檔編號】H02H7/26GK104348144SQ201410603340
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張爽, 黃永寧, 郝治國, 張軍, 焦龍, 田蓓 申請人:國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學(xué)研究院, 西安交通大學(xué), 國家電網(wǎng)公司