适用于双馈风电场送出线的纵联方向保护研究

考虑风电场接入电网时,传统方向元件在短路故障发生时易受到风电场内部电力电子器件动态特性的干扰影响,导致频率特性偏移,系统参数不稳定和弱馈性等问题,使继电保护装置不能及时或正确判断故障发生区域。针对上述问题,首先对含有风电场的故障附加网络进行分析,寻找故障发生后纵联保护安装处各测量点电气量之间的关联性,确定其故障逻辑关系。其次通过对常用的相模变换解耦方式进行分析,选择一个合理的方法代入相关性表达式,根据相关系数值完成故障区域判定。最后利用PSCAD/EMTDC搭建双馈风电场并网模型,设置各种不同的故障类型和场景,并利用Matlab进行保护算法验证,检验故障区域判断结果,验证所提保护方法的正确性与合理性,并且仿真结果表明该方法具有较高的可靠性。

基于双馈风电场的三相短路电流计算及保护方法

新能源发电技术在电力系统中逐渐占据越来越大的比重。为了实现电力系统安全运行的稳定性,需要了解系统故障的影响,根据双馈风力发电机的撬棒动作情况以及相关暂态特性完成短路电流计算。通过建立双馈风力发电机模型,并根据双馈风力发电机在三相短路故障期间投入的撬棒保护,对风机内在机理的动态变化进行分析,精确计算定转子磁链在故障期间的变化情况,从而得到撬棒动作时的新三相短路电流计算方法。最后通过PSCAD/EMTDC进行仿真验证,并利用Matlab检验计算方法的精确度。同时根据风场的低电压穿越能力与电流保护装置的特性,提出一种针对双馈风电场的低电压穿越保护方案。该方案根据低电压穿越能力的电压变化要求以及短路电流的大小协作完成对线路的保护,以便清除故障后风场电压可以及时恢复并且保持并网运行,且在一定程度上可应对低电压穿越能力的延时问题。

适用于双馈风电场送出线的线电压故障选相方法

为了有效识别风电系统在发生短路故障时的故障相,避免因传统选相元件的适用性问题造成损失,提出了一种适用于风电场线电压之间的相关性判别选相方法。首先,分析了风电系统在故障期间的拓扑网络,利用相模变换以及边界条件确定故障后风电场的线电压表达式;然后,分析线电压之间的故障特征,发现在短路故障发生后,各线电压之间主要关系与系统的等值阻抗有关,不同短路故障的线电压突变量具备独特的关联性;紧接着,利用Pearson相关性算法,根据短路故障特征确定相应的选相判据进行故障选相;最后,通过PSCAD搭建双馈风电场并网模型并进行各种故障仿真,输出故障数据,利用MATLAB对不同故障条件下的数据进行处理以及对所提线电压故障选相方法进行验证。仿真结果表明,在不同故障类型中该方法均可以有效识别故障相,并且不受故障位置以及过渡电阻阻值大小的影响,可有效应对风电系统弱馈性、频率偏移以及正负序阻抗不稳定等问题。