电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统，其中，方法包括以下步骤：检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；根据次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；根据次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。本发明专利技术实施例的保护方法可以快速切除电网中的次和/或超同步激励源，消除次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法及系统。
技术介绍
近年来，新能源发电技术，如风电、光伏的快速持续发展，为人类提供了清洁、可持续的电能，同时，各种电力电子设备或装置，如静止同步补偿器(STATCOM)、柔性直流输电换流器也得到了广泛的应用。然而，在特定的控制模式或运行方式下，一旦这些新型电力设备接入电网运行，可能引发危险的次同步和/或超同步振荡，进而在电网及其设备中产生对应的间谐波分量，危及电网的安全稳定运行和影响供电质量。相关技术中，针对此类由于电力电子控制设备/装置与电网相互作用引发的次同步和超同步振荡问题，有效的解决方法之一是找到引发振荡的间谐波源，并及时将其从电网中隔离出来，亦即采用继电保护的方法，检测出对应的次同步和/或超同步“有源”设备，并将其从电网中脱开或解列。考虑到实际发生次同步和/或超同步振荡时，电网中相关设备的输出中都或多或少地包含次同步和/或超同步谐波分量，很难定位哪些设备是主动性(active)的激励源，哪些设备只是被动(passive)的参与者，因此很难做到精确的保护，易于导致“过切”(即切除被动设备，造成事故扩大)或“欠切”(即未能切除足够多的激励源，从而不能彻底抑制振荡)现象。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，该方法可以快速切除电网中的次(超)同步激励源，提高电力系统的可靠性。本专利技术的另一个目的在于提出一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，包括以下步骤：检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。根据本专利技术实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，通过次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号，从而快速切除电网中的次(超)同步激励源，消除次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。另外，根据本专利技术上述实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，进一步包括：根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之前，还包括：根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；对所述数字信号进行滤波处理，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之后，还包括：通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率；以及根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗之后，还包括：根据所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。本专利技术另一方面实施例提出了一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，包括：检测模块，用于检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；获取模块，用于根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；判断模块，用于根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及输出模块，如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则用于发送报警信号或跳闸信号。根据本专利技术实施例提出的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统，通过次和/或超同步谐波复阻抗判断待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源，如果待测对象为次同步激励源或超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号，从而快速切除电网中的次(超)同步激励源，消除次(超)同步振荡对电力系统的不利影响，更好地保证电力系统的可靠性。另外，根据本专利技术上述实施例的电力系统中次同步和超同步振荡的保护系统还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述判断模块进一步用于：根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述保护系统还包括：采集模块，用于根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；滤波模块，用于对所述数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述保护系统还包括：自适应检测模块，通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；设计模块，用于根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；校正模块，用于通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率、幅值和相位；以及补偿模块，用于根据滤波器的增益和相移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源；以及如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则发送报警信号或跳闸信号。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流；
根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗；
根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步
激励源；以及
如果所述待测对象为所述次同步激励源或所述超同步激励源，则发送报警信号或跳闸
信号。
2.根据权利要求1所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，
所述根据所述次和/或超同步谐波复阻抗判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步
激励源，进一步包括：
根据所述次和/或超同步谐波复阻抗的实部的极性与幅值和所述次和/或超同步谐波复
阻抗的虚部的极性与幅值判断所述待测对象是否为次同步激励源或超同步激励源。
3.根据权利要求1所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，
在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之前，还包括：
根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；
对所述数字信号进行滤波处理，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波。
4.根据权利要求3所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，
在所述检测待测对象的次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流之后，还包括：
通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步
谐波的初始频率；
根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器
单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；
通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行
校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率；以及
根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行
幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。
5.根据权利要求4所述的电力系统中次同步和超同步振荡的保护方法，其特征在于，
在所述根据所述次同步谐波和/或超同步谐波的电压与电流得到次和/或超同步谐波复阻抗
之后，还包括：
根据所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三项相量选择模式保护判据，以判断所述待<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小荣，刘华坤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11