風電場主變壓器縱聯差動保護適應性分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種變壓器差動保護分析方法，具體涉及一種風電場主變壓器縱聯差 動保護適應性分析方法。
【背景技術】
[0002] 在風電容量比重較小時，電力系統保護配置和整定計算往往不考慮風電的影響， 而是簡單地將風電場視為一個負荷，或將風力發電機作為同步發電機處理，不考慮其提供 的短路電流。然而，當大規模風電場接入系統后，電網發生故障時風力發電機將向短路點提 供一定的短路電流。由于風電機組自身的短路電流特性，傳統繼電保護在風電場中有一定 的局限性。風電接入電網后，故障的快速、正確切除已成為保證電網安全運行的重要因素。
[0003] 風電的接入將會在以下兩方面對傳統保護動作的可靠性產生影響：
[0004] ①：目前，實現雙饋風電機組低電壓穿越的普遍方法是在轉子側增加撬棒保護電 路。配備了撬棒保護的風電機組的短路電流特性有別于常規機組，因此風電場內保護的可 靠性會受到影響。
[0005] ②：傳統的主變壓器縱差保護通常采用工頻傅氏算法提取短路電流電壓的工頻分 量以形成電流電壓向量，這種算法的前提是被保護元件兩端的電流頻率都為默認的50HZ。 然而，在風電場發生短路故障時，短路點兩端的電流的主要組成部分是否為工頻分量還需 要具體分析。因此，這種基于工頻分量分析的傳統保護在風電場中將存在一定的可靠性問 題。
【發明內容】
[0006] 為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種風電場主變壓器縱聯差動保護適應 性分析方法，所述方法包括：
[0007] 步驟1 :計算風電場的短路電流；
[0008] 步驟2 :評估比率差動保護的適應性；
[0009] 步驟3:評估二次諧波制動保護的適應性；
[0010] 步驟4 :評估差動速斷保護的適應性。
[0011] 優選的，所述步驟1中風電場的短路電流包括風電機組注入短路點的短路電流匕 和電網注入短路點的短路電路^ ;
[0012] 風電機組注入短路點的短路電流的計算公式為：
【主權項】
1. 一種風電場主變壓器縱聯差動保護適應性分析方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟1:計算風電場的短路電流； 步驟2 :評估比率差動保護的適應性； 步驟3 :評估二次諧波制動保護的適應性； 步驟4 :評估差動速斷保護的適應性。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中風電場的短路電流包括風電機 組注入短路點的短路電流&和電網注入短路點的短路電路心； 風電機組注入短路點的短路電流^的計算公式為：
其中，所述由短路電流中的衰減直流分量，以及頻率為風電機組發生故障前的轉子 頻率的衰減交流分量組成； 所述由短路電流中的衰減直流分量，以及頻率為工頻的交流分量組成； 所述&為短路點的過渡阻抗； 所述Zg為電網與電壓送出線之間的阻抗標幺值； 所述Z12為短路點與風電機組之間的電壓送出線的阻抗標幺值； 電網注入短路點的短路電路^的計算公式為：
其中，所述Zf為風電機組與電壓送出線之間的阻抗標幺值； 所述Zu為短路點與電網之間的電壓送出線的阻抗標幺值。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中用傅里葉變換算法評估比率差 動保護的適應性。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中評估二次諧波制動保護的適應 性包括： 步驟3-i:計算風電場側與電網側的差動電流'(t); 步驟3-2 :獲取所述差動電流的二次諧波幅值12; 步驟3-3 :依據二次諧波制動系數K評估二次諧波制動的適應性。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟3-1中差動電流i的計算公 式為： iop(t) =if(t)+ig(t) (3) 其中，所述if(t)為假設風電場側輸出電流的正弦波信號，/, (〇 = 8叫叫(+的； 所述ig(t)為假設電網側輸出電流的正弦波信號，U(嘩+妁； 所述為正弦波信號if (t)的角頻率；所述《s為正弦波信號ig(t)的角頻率； 所述^為正弦波信號if(t)和ig(t)的相位； 所述A為正弦波信號ig(t)的幅值； 所述步驟3-2中二次諧波幅值12的計算公式為：
所述步驟3-3中二次諧波制動系數K的計算公式為：
其中，所述X為頻率偏差率，
6. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，依據二次諧波制動系數K評估二次諧波制動 的適應性包括： 判斷所述二次諧波制動系數K是否達到其設定值，以確定風電場主變壓器發生故障， 從而決定比率差動保護是否動作。
7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中評估差動速斷保護的適應性包 括： 步驟4-i:計算風電場側與電網側的差動電流'⑴的幅值a%; 步驟4-2 :分析所述幅值A#和頻率偏差率X，評估差動速斷保護的適應性： 當幅值八^為定值時，若頻率偏差率A~ 1，則差動速斷保護敏感性高，若頻率偏差率 入>> 1，則差動速斷保護敏感性低。
【專利摘要】本發明提供了一種風電場主變壓器縱聯差動保護適應性分析方法，所述方法包括步驟1：計算風電場的短路電流；步驟2：評估比率差動保護的適應性；步驟3：評估二次諧波制動保護的適應性；步驟4：評估差動速斷保護的適應性。與現有技術相比，本發明提供的一種風電場主變壓器縱聯差動保護適應性分析方法，能夠準確判斷現有主變壓器縱聯差動保護的定值設置對風電場的適應性；給出二次諧波制動比、速斷保護整定值、風電場短路容量比和風電機組運行頻率偏移的優化與控制依據，提高風電場主變壓器縱聯差動保護的可靠性。
【IPC分類】H02H7-045
【公開號】CN104577983
【申請號】CN201510028352
【發明人】陳寧, 錢敏慧, 姜達軍, 趙大偉, 曲立楠, 施濤, 王湘艷, 劉艷章, 朱凌志, 羅芳, 吳福保, 丁杰, 陳梅
【申請人】國家電網公司, 中國電力科學研究院, 江蘇省電力公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月20日