一種基于電流頻率差的含dfig配電網的方向保護方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及配電網繼電保護領域，提出了一種基于電流頻率差的含DFIG配電網 的方向保護方法。
【背景技術】
[0002] 隨著清潔能源的應用日益增加，越來越多的清潔能源以分布式的方式接入到配電 網中，而其中風力發電技術最為迅猛，實際中應用最為廣泛的機型首當雙饋式感應發電機 (DFIG，Doubly-fedInductionGenerator)。分布式風電的接入導致傳統的配電網變為多 端電源，而且由于風力發電受自然風資源的影響，導致配電網潮流形成了在理論上任意流 動的情況。多電源的配電網結構造成了傳統配電網保護的失效，而造成保護誤動作的情況 就是配電網保護缺失方向性。
[0003]目前，國內外對于方向保護的方法主要有：（1)基于電流相角突變量方向的有源 配電網保護；（2)基于正序電流故障分量相角突變量的方向元件的實現；（3) -種能有效 滿足重要用戶高可靠性需求的，利用正序分量和負序分量結合的新型供電系統保護方向元 件；(4)正序電壓電流補償的方向元件。前面兩種均只利用電流相角進行故障方向判別，但 是對于接有DFIG和帶有分支線的配電網不能很好的實現其保護作用。而（3)只是對于重 要用戶是可靠性較高的方式，但是對于一般用戶來說其保護方式過于復雜，對于（4)來說， 其利用到了電流和電壓兩種電氣量，但電壓量采集在配電網中尚不具備充足的條件，因此 還難以投入實用。綜上所述，現有的對含DFIG的配電網的方向保護方法復雜，不具有普適 性。
【發明內容】
[0004]本發明目的是提供一種基于電流頻率差的含DFIG配電網的方向保護方法，解決 了現有技術存在的對于接有DFIG的配電網的方向保護方法復雜、不具有普適性的技術問 題。
[0005]本發明所采用的技術方案是，一種基于電流頻率差的含DFIG的配電網的方向保 護方法，采用的保護系統結構包括電源，其通過降壓變壓器連接到第一母線處，從第一母線 處引出第一饋線和第二饋線；在第一饋線上設置有第二母線，在第二饋線上依次平行設置 有第三母線、第四母線、第五母線，DFIG通過升壓變壓器接入到第四母線上；在第一母線的 出口處第二饋線上設置有第一斷路器和檢測第一斷路器處電流值的第一電流互感器，第一 斷路器與第一斷路器動作控制器相連接，第一電流互感器和第一斷路器動作控制器均與第 一可編程處理器連接；在第三母線出口處設置有第二斷路器和檢測第二斷路器處電流值的 第二電流互感器，第二斷路器與第二斷路器動作控制器相連接，第二電流互感器和第二斷 路器動作控制器均與第二可編程處理器連接；在第四母線出口處設置有第三斷路器，在的 第一母線的出口處第一饋線上設置有第四斷路器，在第四母線反向出口處設置有分布式風 電接口出口斷路器和檢測分布式風電接口出口斷路器處電流值的第三電流互感器，分布式 風電接口出口斷路器與第三斷路器動作控制器相連接，第三電流互感器和第三斷路器動作 控制器均與第三可編程處理器連接；
[0006] 其方向保護的方法，按照以下步驟實施：
[0007] 步驟1 :采用PSCAD仿真實驗模擬配電網第一母線與第三母線之間發生的不同類 型的故障，將得到的故障電流暫態數據導入matlab程序，通過Prony算法計算出不同故障 下第一斷路器處、第二斷路器處與分布式風電接口出口斷路器處電流的主頻率，將配電網 正常工作時與發生故障時第一斷路器處、第二斷路器處與分布式風電接口出口斷路器處電 流的主頻率對比，得到電流頻率差值判斷標準值Hsrt= 2Hz;
[0008] 步驟2 :通過第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器分別采集第一斷 路器、第二斷路器、分布式風電接口出口斷路器處的電流值，并將測得的電流值分別傳遞到 第一可編程處理器，第二可編程處理器，第三可編程處理器，進行數據處理，具體過程為：
[0009] 2. 1，首先采用Prony算法計算得出第一斷路器、第二斷路器、分布式風電接口出 口斷路器處的電流值對應的電流主頻率值，分別記為f\、f2、f3;
[0010] 2. 2,然后分別計算f\、f2、f3與配電網正常工作時的電流主頻率50Hz的差值，將差 值的絕對值與Hsrt進行比較，判斷故障方向；
[0011] 步驟3 :第一可編程處理器，第二可編程處理器，第三可編程處理器根據步驟2的 故障方向的判斷結果分別發出調控指令至第一斷路器動作控制器、第二斷路器動作控制 器、第三斷路器動作控制器來控制第一斷路器、第二斷路器、分布式風電接口出口斷路器動 作方式，實現了含DFIG的配電網的方向保護。
[0012] 本發明的特點還在于，
[0013] 步驟1和步驟2中的采用Prony算法計算第一斷路器處、第二斷路器處與分布式 風電接口出口斷路器處電流的主頻率的方法為：
[0014] Prony算法的原理為：
【主權項】
1. 一種基于電流頻率差的含DFIG的配電網的方向保護方法，其特征在于，采用的保護 系統結構包括電源（1)，其通過降壓變壓器（2)連接到第一母線（3)處，從第一母線（3)處 引出第一饋線（24)和第二饋線（25);在第一饋線（24)上設置有第二母線（4)，在第二饋線 (25)上依次平行設置有第三母線（5)、第四母線（6)、第五母線（7)，DFIG(12)通過升壓變 壓器（11)接入到第四母線（6)上；在第一母線（3)的出口處第二饋線（25)上設置有第一 斷路器（19)和檢測第一斷路器（19)處電流值的第一電流互感器（13)，第一斷路器（19)與 第一斷路器動作控制器（26)相連接，第一電流互感器（13)和第一斷路器動作控制器（26) 均與第一可編程處理器（8)連接；在第三母線（5)出口處設置有第二斷路器（20)和檢測第 二斷路器（20)處電流值的第二電流互感器（14)，第二斷路器（20)與第二斷路器動作控制 器（27)相連接，第二電流互感器（14)和第二斷路器動作控制器（27)均與第二可編程處理 器（9)連接；在第四母線（6)出口處設置有第三斷路器（21)，在的第一母線（3)的出口處 第一饋線（24)上設置有