本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護，尤其涉及一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法。

背景技術(shù)：

1、隨著清潔能源成為未來能源發(fā)展的重要方向，新能源發(fā)電場以其技術(shù)成熟轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點成為研究熱點，國內(nèi)新能源發(fā)電場占比在不斷升高，因此針對新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)帶來的影響展開研究具有重要意義。

2、但新能源電場故障暫態(tài)特性與傳統(tǒng)電場有很大不同，當其電壓跌落程度較深時，會投入撬棒電路crowbar實現(xiàn)低壓穿越，降低電壓跌落對系統(tǒng)的沖擊，此時短路電流的頻率會發(fā)生偏移，新能源電場側(cè)部分故障電流波形如圖3所示，電流頻率偏移范圍在35～65hz，基于工頻量的向量提取不再準確，在此階段基于工頻向量進行動作的傳統(tǒng)繼電保護裝置無法準確穩(wěn)定的動作。同時因為新能源場的正負序阻抗差距較大，不能像傳統(tǒng)同電場將正負序阻抗近似相等，且正負序阻抗遠大于零序阻抗，因此發(fā)生接地故障時，零序電流所占的比例非常大，正負序分量所占的比例非常小，傳統(tǒng)的故障選相方法不再適用。而且隨著高壓送出線距離的增加，分布式電容已經(jīng)不再能夠被忽略，其存在對于傳統(tǒng)故障定位技術(shù)有著巨大影響。新能源場獨特的故障特性使得傳統(tǒng)保護的靈敏度降低，方向元件、距離元件、選相元件等均受到嚴重影響。

3、新能源場獨特的故障特性對傳統(tǒng)保護及故障定位技術(shù)有多方面的影響，但目前很多新能源發(fā)電場高壓送出線路的繼電保護配置沒有考慮到其并網(wǎng)系統(tǒng)與眾不同的故障特性，仍然采用傳統(tǒng)的繼電保護方案，導致事故頻發(fā)，因此構(gòu)建新的保護方法維持來維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行是非常有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有繼電保護在新能源電場送出線故障時難以正確動作且故障定位不準確的問題，本發(fā)明提供了一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法。能夠消除因故障電流頻率偏移、正負序阻抗不相等以及線路分布式電容較大對新能源送出線保護的影響。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、s1：實時采集送出線兩端電壓、電流信息；

4、s2：利用電流峰值作為保護啟動量，當電流峰值超過閾值時啟動送出線保護并記錄故障時刻；

5、s3：對送出線兩端故障時刻后一個工頻周期內(nèi)的電流信號進行平滑處理；

6、s4：利用復頻域特征提取方程計算送出線兩端故障電流相量的幅值和相位；

7、s5：判斷低壓穿越策略，若采用撬棒電路crowbar進行抵押穿越，則進入步驟s6，若非采用撬棒電路crowbar，則跳過步驟s6進入步驟s7；

8、s6：利用自適應頻域誤差矯正策略對步驟s4所得的電流相量幅值和相位進行矯正；

9、s7：利用上一步驟所得電流相量構(gòu)造方向判據(jù)并判斷故障方向；

10、s8：當故障方向為送出線時，利用矯正電流突變量與相間矯正電流突變量構(gòu)造選相判據(jù)，確定故障類型與故障相；

11、s9：定義反向權(quán)重修正點，并依據(jù)反向權(quán)重修正點構(gòu)造權(quán)重矩陣，降低反向權(quán)重修正點及其周圍采樣點對故障判據(jù)計算的影響；

12、s10：對保護m處的采樣電流和采樣電壓進行映射變換，并利用映射電壓與映射電流計算故障判據(jù)，進行故障定位。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益技術(shù)效果：

14、本發(fā)明對新能源送出線保護的故障方向判別、故障相判別和故障定位三方面進行改進，使其適應新能源送出線的故障特征。在故障方向判別方面，考慮電壓跌落程度是否滿足撬棒電路crowbar的投入條件，在撬棒電路crowbar投入的情況下，通過自適應頻域誤差矯正策略對所得故障電流相量的幅值和相位進行矯正，確保故障方向的正確判別；在故障選相方面，通過動態(tài)突變量補償機制得到矯正電流突變量，并利用矯正電流突變量與相間矯正電流突變量構(gòu)造新的故障選相判據(jù)，從而確定故障類型與故障相，消除了因正負阻抗不相等導致的故障相誤選；在故障定位方面，定義反向權(quán)重修正點和權(quán)重矩陣降低部分采樣點權(quán)值，并結(jié)合動態(tài)映射變換削弱線路分布式電容，以此實現(xiàn)更為精確的故障定位。

技術(shù)特征：

1.一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于：所述步驟s4中計算送出線兩端故障電流相量的幅值和相位：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于：所述步驟s6中對s4所得電流相量進行補償：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于：所述步驟s7，構(gòu)造方向判據(jù)并判斷故障方向：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于：所述步驟s8，當故障方向為送出線時，利用矯正電流突變量與相間矯正電流突變量構(gòu)造選相判據(jù)，確定故障類型與故障相：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于：所述步驟s9：定義反向權(quán)重修正點，并依據(jù)反向權(quán)重修正點構(gòu)造權(quán)重矩陣，降低反向權(quán)重修正點及其周圍采樣點對故障判據(jù)計算的影響：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，其特征在于：所述步驟s10，對保護m處的采樣電流和采樣電壓進行映射變換，并利用映射電壓與映射電流計算故障判據(jù)，進行故障定位：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法。其主要步驟如下：首先利用電流峰值判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障；當發(fā)生故障時，計算送出線兩端故障電流相量的幅值和相位，并依據(jù)低壓穿越判據(jù)選擇是否對所得相量進行補償，然后通過電流相量的幅值和相位構(gòu)造方向判據(jù)判斷故障方向；當為送出線方向故障時，通過矯正電流突變量構(gòu)造選相因子來確定故障類型與故障相；最后通過映射變換計算故障定位判據(jù)，實現(xiàn)精確的故障定位。本發(fā)明實現(xiàn)了一種基于電流特征綜合矯正的新能源送出線保護新方法，能克服因故障電流頻率偏移造成的故障方向誤判，消除因新能源正負序阻抗不相等導致的故障選相失敗，減弱因送出線分布式電容導致的故障定位誤差。

技術(shù)研發(fā)人員：陳奎,孟旭陽,董日盛,朱文豪
受保護的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6