距离保护在双馈风电机组接入系统的应用分析

新能源的大规模接入对系统内传统继电保护的影响已经显现,部分地区继电保护在近区故障时灵敏性与可靠性下降。聚焦距离保护在双馈风电机组接入系统中的应用,对跟随型逆变器的双馈风电机组的故障特性进行分析。在假设风电机组电动势不变的情况下,通过叠加原理计算系统等值阻抗,并将电压相位突变转化为系统等值阻抗变化问题,进而分析正序电压极化阻抗继电器的行为。分别针对联络线上风电场侧和系统侧的阻抗继电器展开研究,结果表明,故障时双馈风电机组系统的等效阻抗变化会导致阻抗圆灵敏角偏移,从而使得风电场侧距离保护在正向故障时可能出现区外误动区内拒动的情况,系统侧距离保护在反向故障时可能存在误动的风险。此外,联络线上发生故障,系统等值阻抗的变化还可能导致无故障相邻线路的误动。最后,参照现场接线图搭建仿真模型,对风电场侧、系统侧和负荷侧的快速距离保护进行验证,试验结果与之前的分析结论一致。

适应于双馈风电场的改进故障序分量选相方法

分析了应用于双馈风电场的故障序分量选相元件的动作特性,指出受双馈感应风机特有暂态特性的影响,故障网络中双馈风电场的正、负序等效阻抗差异很大,引起故障序分量选相元件动作性能的恶化。提出一种基于故障序电压补偿的改进故障序分量选相方法,该方法通过对双馈风电场正、负序等效阻抗的实时检测自适应修正阻抗差异对选相结果的影响,改善了传统故障序分量选相元件的动作性能,并通过仿真验证了所提方案的有效性。

独立运行微电网的故障特性分析及其线路保护研究

针对变流器接口电源区别于传统电源的故障特性和其分散接入微电网的拓扑结构使传统配电网保护难以快速可靠动作的问题,推导独立运行微电网不同类型电源支路的等效正序故障分量阻抗解析表达式,分析采用不同控制策略时,在故障前负荷情况、故障后输出电流幅值及外部等值阻抗影响下等效正序故障分量阻抗角的变化规律,并对微电网中不同位置正序故障分量方向元件的动作性能差异进行论证。进而提出一种基于线路正序电流故障分量与分布式光伏电源故障前电流相位比较的故障方向判断方法,并利用光伏支路电流突变量和光伏功率参考值突变量构造启动逻辑,形成闭锁式保护动作方案,可以以最小范围快速切除不同类型故障线路。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提方案的正确性。

电力系统等值阻抗的在线估计法

变电站母线处的系统戴维南等值电路是电力系统规划与运行的重要参数。提出一种利用各变电站母线的稳态电压电流测量值,在线估计正序和零序戴维南等值电路阻抗的新方法。此方法可应用于各种负荷工况,不向系统注入扰动信号,且该方法不需要同步采样数据,因此不受系统频率变化的影响。仿真分析和现场测量数据表明此方法可准确实现系统阻抗参数的在线估计。

适用于双馈机组风电场的故障电压序分量选相元件

针对双馈机组风电场弱馈特性以及暂态特性中含有转速频率分量的问题,通过分析风电系统背侧正、负序阻抗间的差异以及对故障电压序分量分布的影响,提出了一种基于故障电压序分量的选相方法。结合撬棒保护对故障电压序分量相位的影响,修正相位偏差角,使得该选相方法受风电场弱馈性及其风电系统背侧阻抗不稳定性影响较小。双馈机组风电场侧故障电压主要由电网电压支撑,频率偏差较小,该选相方法易于实现,且具有较大的选相裕度。运用PSCAD软件进行建模仿真,结果验证了该选相元件的有效性。