一种风电送出线路故障性质检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风电送出线路故障性质检测方法及系统。所述检测方法包括：当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流；根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流确定故障相的无功功率；所述故障相为所述风电送出线路单相；根据所述无功功率确定故障类型；所述故障类型包括瞬时性故障以及永久性故障。采用本发明专利技术所提供的检测方法及系统能够准确识别出故障相的故障性质，避免对风电送出线路所联电力系统及风电场造成二次冲击。

A fault detection method and system for wind power transmission line

The invention discloses a method and a system for detecting the fault nature of a wind power transmission line. The detection method includes: when a wind power transmission line with a shunt reactor trips, the line side voltage and the reactor side current of the shunt reactor are obtained; the reactive power of the fault phase is determined according to the line side voltage and the reactor side current; the fault phase is the single phase of the wind power transmission line; The fault type is determined according to the reactive power; the fault type includes instantaneous fault and permanent fault. The detection method and the system provided by the invention can accurately identify the fault nature of the fault phase and avoid secondary impact on the power system and the wind farm connected by the wind power transmission line.

【技术实现步骤摘要】
一种风电送出线路故障性质检测方法及系统
本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种风电送出线路故障性质检测方法及系统。
技术介绍
我国风电资源远离负荷中心，该现状使得：(1)风电场所发电能经集电线路汇集至高压、超高压(110kV～750kV)风电送出线后送至负荷中心；(2)风电送出线路距离一般较长，多用并联电抗器补偿线路分布电容。目前，风电送出线路单相跳开后的重合策略是：不区分永久性故障与瞬时性故障，不检定故障是否消失，经固定延时后重合故障相。这种方式虽然有效减少了风电送出线路非全相运行时间，但依然未能达到维持风电场的供电可靠性的目的；该方法在重合前并不对线路故障性质做出判别，一旦重合于永久性故障或尚未消失的瞬时性故障，将会对风电系统造成二次冲击。与此同时，风电场特殊的阻抗特性、多变的运行特性、种类繁多的低电压穿越(LowVoltageRideThrough,LVRT)方式、性能不同的无功补偿装置，以及送出线路所经地区复杂的天气因素均会对故障相恢复电压、潜供电流造成影响，若将适用于常规能源线路的瞬时性故障识别原理用于风电送出线路，准确性难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种风电送出线路故障性质检测方法及系统，以解决无法识别风电系统内风电送出线路的故障性质且识别准确性难以保障的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种风电送出线路故障性质检测方法，包括：当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流；根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流，采用瞬时功率算法确定故障相的无功功率；所述故障相为所述风电送出线路单相；根据所述无功功率确定故障性质；所述故障性质包括瞬时性以及永久性。可选的，所述当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流之前，还包括：判断所述风电送出线路单相跳闸的原因是否是偷跳，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因是偷跳，延时0.1s后重合所述故障相；若所述第一判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因不是偷跳，判断所述风电送出线路单相跳闸的原因是否是人为操作，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因是人为操作，闭锁重合闸；若所述第二判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因不是人为操作，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流。可选的，所述根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流确定故障相的无功功率，具体包括：对所述线路侧电压以及所述电抗侧电流进行模数转换，得到离散的数字电压信号以及数字电流信号；对所述数字电压信号进行数字移相滤波处理，得到滤波后的数字电压信号；根据所述滤波后的数字电压信号以及所述数字电流信号，采用瞬时功率算法确定所述故障相的无功功率。可选的，所述根据所述无功功率确定故障性质，具体包括：对所述无功功率进行低通滤波处理，得到无功低通数字分量；对所述低通分量进行数模转换，得到无功低通分量；根据所述无功低通分量确定故障性质。可选的，所述根据所述无功低通分量确定故障性质，具体包括：在所述风电送出线路单相跳闸0.5s后，判断所述无功低通分量是否小于整定值且故障已于0.05s前消失，得到第三判断结果；若所述第三判断结果表示为所述无功低通分量小于整定值且故障已于0.05s前消失，确定所述故障相的故障性质为瞬时性；延时0.1s后，重合所述风电送出线路的故障相，判断在所述故障相重合闸整定动作时间内是否识别出瞬时性故障，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示为所述故障相重合闸整定动作时间内未识别出瞬时性故障，确定所述故障相的故障性质为永久性。一种风电送出线路故障性质检测系统，包括：电压及电流获取模块，用于当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流；无功功率确定模块，用于根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流确定故障相的无功功率；所述故障相为所述风电送出线路单相；故障性质确定模块，用于根据所述无功功率确定故障性质；所述故障性质包括瞬时性以及永久性。可选的，还包括：第一判断模块，用于判断所述风电送出线路单相跳闸的原因是否是偷跳，得到第一判断结果；重合模块，用于若所述第一判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因是偷跳，延时0.1s后重合所述故障相；第二判断模块，用于若所述第一判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因不是偷跳，判断所述风电送出线路单相跳闸的原因是否是人为操作，得到第二判断结果；闭锁模块，用于若所述第二判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因是人为操作，闭锁重合闸；电压及电流获取模块，用于若所述第二判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因不是人为操作，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流。可选的，所述无功功率确定模块具体包括：模数转换单元，用于对所述线路侧电压以及所述电抗侧电流进行模数转换，得到离散的数字电压信号以及数字电流信号；滤波单元，用于对所述数字电压信号进行数字移相滤波处理，得到滤波后的数字电压信号；无功功率确定单元，用于根据所述滤波后的数字电压信号以及所述数字电流信号，采用瞬时功率算法确定所述故障相的无功功率。可选的，所述故障性质确定模块具体包括：低通滤波处理单元，用于对所述无功功率进行低通滤波处理，得到低通分量；数模转换单元，用于对所述低通分量进行数模转换，得到无功低通分量；故障性质确定单元，用于根据所述无功低通分量确定故障性质。可选的，所述故障性质确定单元具体包括：第三判断子单元，用于在所述风电送出线路单相跳闸0.5s后，判断所述无功低通分量是否小于整定值且故障已于0.05s前消失，得到第三判断结果；瞬时性故障确定子单元，用于若所述第三判断结果表示为所述无功低通分量小于整定值且故障已于0.05s前消失，确定所述故障相的故障性质为瞬时性；第四判断子单元，用于延时0.1s后，重合所述风电送出线路的故障相，判断在所述故障相重合闸整定动作时间内是否识别出瞬时性故障，得到第四判断结果；永久性故障确定子单元，用于若所述第四判断结果表示为所述故障相重合闸整定动作时间内未识别出瞬时性故障，确定所述故障相的故障性质为永久性。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种风电送出线路故障性质检测方法及系统，充分考虑风电场对风电送出线路故障相电压、电流影响的前提下，通过测量并联电抗器线路侧电压、小电抗侧电流，确定故障相的无功功率。通过检测故障相无功功率变化特性准确识别出线路的故障性质，以区分线路为瞬时性故障或永久性故障。若该故障性质为瞬时性，故障消失后允许重合；若该故障性质为永久性，跳开三相不重合，以避免重合失败造成的二次冲击。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的故障性质检测方法流程图图2为本专利技术所提供的故障性质检测方法操作流程图；图3为本专利技术所提供的故障性质检测系统结构图；图4为本专利技术所提供的带并联电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电送出线路故障性质检测方法，其特征在于，包括：当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流；根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流确定故障相的无功功率；所述故障相为所述风电送出线路单相；根据所述无功功率确定故障性质；所述故障性质包括瞬时性以及永久性。

【技术特征摘要】
1.一种风电送出线路故障性质检测方法，其特征在于，包括：当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流；根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流确定故障相的无功功率；所述故障相为所述风电送出线路单相；根据所述无功功率确定故障性质；所述故障性质包括瞬时性以及永久性。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述当带有并联电抗器的风电送出线路单相跳闸时，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流之前，还包括：判断所述风电送出线路单相跳闸的原因是否是偷跳，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因是偷跳，延时0.1s后重合所述故障相；若所述第一判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因不是偷跳，判断所述风电送出线路单相跳闸的原因是否是人为操作，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因是人为操作，闭锁重合闸；若所述第二判断结果表示为所述风电送出线路单相跳闸的原因不是人为操作，获取所述并联电抗器的线路侧电压以及电抗侧电流。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述线路侧电压以及所述电抗侧电流确定故障相的无功功率，具体包括：对所述线路侧电压以及所述电抗侧电流进行模数转换，得到离散的数字电压信号以及数字电流信号；对所述数字电压信号进行数字移相滤波处理，得到滤波后的数字电压信号；根据所述滤波后的数字电压信号以及所述数字电流信号，采用瞬时功率算法确定所述故障相的无功功率。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述无功功率确定故障性质，具体包括：对所述无功功率进行低通滤波处理，得到无功低通数字分量；对所述低通分量进行数模转换，得到无功低通分量；根据所述无功低通分量确定故障性质。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述无功低通分量确定故障性质，具体包括：在所述风电送出线路单相跳闸0.5s后，判断所述无功低通分量是否小于整定值且故障已于0.05s前消失，得到第三判断结果；若所述第三判断结果表示为所述无功低通分量小于整定值且故障已于0.05s前消失，确定所述故障相的故障性质为瞬时性；延时0.1s后，重合所述风电送出线路的故障相。判断在所述故障相重合闸整定动作时间内是否识别出瞬时性故障，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示为所述故障相重合闸整定动作时间内未识别出瞬时性故障，确定所述故障相的故障性质为永久性。6.一种风电送出线路故障性质检测系统，其特征在于，包括：电压及电流获取模块，用于当带有并联电抗器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤婷，解超，樊艳芳，田易之，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65