一种海上风电送出线路单端量保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风电送出线路单端量保护方法及装置，该方法包括：采样柔性直流电网线路电压和电流；基于线路电压计算电压梯度，判断线路是否故障；对于故障线路，基于采样得到的线路电压计算电压变化率，确定首极值点；基于首极值点判断线路是否为区内故障或区内扰动；对于区内故障或区内扰动线路，基于线路电流判断是否为区内故障；对于区内故障线路，基于零模电压判断故障的元件，执行对应保护出口动作。本发明专利技术方法能够适用于海上风电送出线路单端量保护，可以快速检测出直流线路是否发生故障，并判断故障类型，对故障的快速隔离和保障电力系统的安全稳定运行有着重要的现实意义。现实意义。现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电送出线路单端量保护方法及装置


[0001]本专利技术属于直流输电线路的继电保护
，具体涉及一种海上风电送出线路单端量保护方法及装置。

技术介绍

[0002]风能是目前技术最成熟、应用最广泛的可再生能源。相比于陆上风电场，东部沿海地区的海上风电场在风力稳定程度、风速以及年发电利用小时数等方面均具有很大的优势。其中，远海风电输电容量大，具有广阔前景。
[0003]海上风电全直流汇集和送出是未来大型海上风电场并网的发展趋势，目前暂无实践工程案例，存在诸多关键技术问题亟待研究解决，继电保护是其中之一。其中，送出线路承担功率传输的任务，研究送出线路的继电保护策略，对于确保系统运行性能和安全，推动技术的发展和应用具有重要意义。
[0004]海上风电送出线路单端量的故障发展和蔓延速度快、影响范围大，为减小故障的影响范围，系统应具备快速识别、定位故障的能力，进而实现故障隔离。然而，新型系统具有拓扑结构复杂化、换流环节多元化、边界特性薄弱化等特点，对保护原理的可靠性提出新的要求，现有保护原理已体现出适应性不足的问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，包括：采样海上风电送出线路整流侧瞬时电压和电流；基于线路电压计算电压梯度，判断线路是否故障；对于故障线路，基于采样得到的电压计算电压变化率，确定首极值点；基于首极值点判断线路是否为区内故障或区内扰动；对于区内故障或区内扰动线路，基于线路电流判断是否为区内故障；对于区内故障线路，基于零模电压判断故障的元件，执行对应保护出口动作。2.根据权利要求1所述的一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，所述基于线路电压计算电压梯度，判断线路是否故障，包括：计算电压梯度如下：其中，u(k
‑
j)为当前采样时刻k第j个采样周期前的电压采样值，为当前采样时刻k的电压梯度值；如果满足则判断为线路故障；其中，Δ
set
为启动门槛值。3.根据权利要求2所述的一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，所述启动门槛值的选取需要大于正常运行电压波动下电压梯度的最大值。4.根据权利要求1所述的一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，所述基于采样得到的电压计算电压变化率，确定首极值点，包括：计算电压变化率如下：Δu(k)＝u(k+1)
‑
u(k)；其中，Δu(k)为当前采样时刻k的电压变化率，u(k)为当前采样时刻k的采样电压；当首次出现Δu(k)＞0时，得到首极值点，记录保护启动至到达首极值点的时间为T，电压首极值点的幅值|u(k)|为H。5.根据权利要求4所述的一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，所述基于首极值点判断线路是否为区内故障或区内扰动，包括：若T＜T
set
且H＞H
set
，或者T＞T
set
且U
avg
＞U
avg_set
，则判断线路为区内故障或区内扰动；其中，T
set
为时间窗，H
set
为第一门槛值，U
avg
为启动后连续3个采样点线模电压故障分量的平均值的相反数，U
avg_set
为第二门槛值，H
set
、T
set
和U
avg_set
满足：H
set
＝K
rel1
·
H
max
；T
set
＝K
rel2
·
T
max
；U
avg_set
＝K
rel3
·
U
avg_max
；其中，H
max
为最严重正方向区外故障的故障电压首极值，T
max
为每种故障情况下保护启动到首极值点的最大时间，U
avg_max
为保护启动后连续3个采样点线模电压故障分量平均值相反数的最大值，K
rel1
、K
rel2
和K
rel3
均为可靠系数。6.根据权利要求1所述的一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，所述基
于线路电流判断是否为区内故障，包括：计算故障电流在数据窗T
int
内的积分值i
int
；若满足i
int
＞i
int_set
，则判断为区内故障；其中，i
int_set
为第三门槛值，i
int_set
满足：其中，i
int_min
为各种故障下电流故障分量在保护启动后数据窗T
int
内的积分的最小值，K
sen_min
为灵敏度。7.根据权利要求1所述的一种海上风电送出线路单端量保护方法，其特征在于，所述基于零模电压判断故障的元件，执行对应保护出口动作，包括：计算零模电压在数据窗T
0_avg
内的平均值U
0_avg
，若满足U
0_avg
＜
‑
Δ，则判断为正极故障，对应正极保护出口；若满足U
0_avg
＞Δ，则判断为负极故障，对应负极保护出口；若满足
‑
Δ≤U
0_a...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥平，张弛，李鹏，王晨清，宾子君，郑俊超，林金娇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：