本发明专利技术提供一种基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法，包括：基于零模涌流和近似环流的波形相似度提出零模涌流识别判据，基于变压器三相的饱和系数提出内部故障识别判据，并综合零模涌流识别判据和内部故障识别判据实现对零序差动保护的正确闭锁，使得在和应涌流及空投于内部故障情况下变压器均能正确动作。通过本发明专利技术，能够在压缩空气储能电站主变压器和应作用下空投、空投于内部故障等复杂情况下，有效解决变压器零序差动保护误动的问题，同时具备简捷可靠、易操作、适用性强等特点。适用性强等特点。适用性强等特点。
【技术实现步骤摘要】
基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法
[0001]本专利技术属于压缩空气储能电站主变压器保护相关领域，更具体地，涉及一种基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法。
技术介绍
[0002]压缩空气储能电站可实现一天内“一充一放”。在满功率工况下，用时约8小时完成压缩储能，用时约5小时完成发电释能。因此，压缩空气储能电站的主变压器在一天中存在多次合闸和分闸操作。大型变压器空投产生的涌流较大，可能造成相关电网保护误动，也会影响变压器自身的安全。内置变由于结构紧密、故障率低在电网中被广泛使用。现场换用涌流较小的变压器成本高且不能从根本上解决涌流带来的保护和安全问题。
[0003]同时，对于绕组联结形式为Y
‑
d的变压器，现有通过Y0“减零序”电流方式构成的变压器零序差动保护在正常涌流工况时可能出现零模涌流二次谐波比低的情况，二次谐波制动方法失效，需要提出一种可靠的零模涌流识别方法，以确保压缩空气储能电站具有更高的运行效益。
[0004]相应地，如何开发出一种简单可靠且易操作的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法，正成为本领域亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的以上缺陷或技术需求，本专利技术的目的在于提供一种基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法，在压缩空气储能电站主变压器空投及空投于内部故障工况下，提出了零模涌流和近似环流的波形相似度判据，结合变压器三相饱和时间的内部故障识别判据，从而可准确判断涌流和内部故障情况，正确闭锁变压器零序差动保护。
[0006]对传统的零模涌流识别方法进行了改进，并设计了基于零模涌流和近似环流的波形相似度判据的零模涌流识别判据和内部故障识别判据，解决大型变压器合闸时的涌流带来的保护误动和变压器运行问题，同时具备简捷可靠、易操作、适用性强等特点，因而尤其适用于压缩空气储能电站所并入电网系统中各类高短路阻抗变压器的应用场合。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了一种基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法，其特征在于，该方法包括：
[0008]S101、计算压缩空气储能电站主变压器的零模涌流与三角环流的波形相似度，若波形相似度大于第一整定值则将零模涌流识别判据逻辑值置1，反之置0；
[0009]S102、判断压缩空气储能电站主变压器的三相在一个周期内的饱和时间，若饱和时间均小于第二整定值则判断无内部故障，将内部故障识别判据置0，反之置1；
[0010]S103、结合S101所得零模涌流识别判据和和步骤S102所得内部故障识别判据，将零模涌流识别判据与内部故障识别判据做与运算，得到零差保护的最终闭锁判据，若结果
为1则闭锁变压器零差保护。
[0011]进一步的，所述第一整定值为0.6，所述第二整定值为10ms。
[0012]进一步的，S101中，用波形相似度r来反映回归模型的拟合程度，即用零模涌流i0与近似环流i
Dl
的波形相似度r来识别涌流，r计算式如下：
[0013][0014]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下
[0015]有益效果：
[0016](1)本专利技术通过对压缩空气储能电站主变压器的零模涌流识别方法重新进行了设计，不再通过二次谐波比来识别涌流，而是利用压缩空气储能电站主变压器的零模涌流与近似环流的波形相似度，结合内部故障识别判据，有效解决了二次谐波制动判据在变压器空投小匝比内部故障情况下误闭锁的问题，能准确识别内部故障及涌流情景；
[0017](2)按照本专利技术的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法及系统能够适用于不同参数及铁心结构的压缩空气储能电站主变压器，在压缩空气储能电站主变压器空投于小匝比内部故障时能准确动作，且具备可靠、易操作、适用性强等特点，因而尤其适用于电网系统中压缩空气储能电站主变压器的应用场合，并降低此类变压器投运涌流给电网系统带来的安全稳定运行风险，具有重要意义。
附图说明
[0018]图1是按照本专利技术构建的基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法的整体流程图；
[0019]图2是变压器在和应作用下空投时的等值电路；
[0020]图3是仿真二次谐波比闭锁判据失效情景下的涌流波形相似度；
[0021]图4是仿真二次谐波比闭锁判据失效情景下的各相饱和情况；
[0022]图5是仿真正常空投情景下的涌流波形相似度；
[0023]图6是仿真正常空投情景下的各相饱和情况；
[0024]图7是仿真空投于小匝比故障情景下的涌流波形相似度；
[0025]图8是仿真空投于端口严重故障情景下的涌流波形相似度；
[0026]图9是仿真空投于端口严重故障情景下的各相饱和情况；
[0027]图10是动模实验不带运行变正常空投时自产零模涌流、近似环流及其波形相似度；
[0028]图11是动模实验带运行变正常空投时饱和系数；
[0029]图12是动模实验带运行变正常空投时自产零模涌流、近似环流及其波形相似度；
[0030]图13是动模实验不带运行变正常空投时饱和系数
[0031]图14是动模实验不带运行变空投于匝间故障时自产零模涌流、近似环流及其波形相似度；
[0032]图15是动模实验带运行变空投于匝间故障时自产零模涌流、近似环流及其波形相似度。
具体实施方式
[0033]对于绕组联结形式为Y
‑
d的压缩空气储能电站主变压器，在空投、产生正常涌流时，现有通过Y0“减零序”电流方式构成的变压器差动保护可能出现谐波比低的情况，制动判据失效。
[0034]为保证分析的一般性，从普遍场景开始，分析带并联运行变空投和应作用场景，电路模型如图2所示：
[0035]对一次二次绕组三相列写KCL方程，并相加，可得
[0036]3L
s0
i
′0+3r
s
i0+3L
σ
i
′
10
+3r
σ
i
10
‑
3(L
σD
i
′
D1
+r
σD
i
D1
)＝0
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0037]在涌流初期和应涌流尚未发展，可认为几乎为0，且变压器漏电抗远大于漏电阻，所以可忽略电阻的影响，将式(1)简化为：
[0038][0039]对于芯式变压器而言，d绕组中无CT，无法直接获得绕组环流。已有研究发现，在变压器空投时，三相电流中绝对值最小相为不饱和相，取其电流i
Dl
作为环流近似值。当近似环流取得某相的电流时，可认为该相未饱和，而其余相发生了饱和。结合以上分析，近似环流可用式(3)获得：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于波形相似度的压缩空气储能电站主变压器零序差动保护方法，其特征在于，该方法包括：S101、计算压缩空气储能电站主变压器的零模涌流与三角环流的波形相似度，若波形相似度大于第一整定值则将零模涌流识别判据逻辑值置1，反之置0；S102、判断压缩空气储能电站主变压器的三相在一个周期内的饱和时间，若饱和时间均小于第二整定值则判断无内部故障，将内部故障识别判据置0，反之置1；S103、结合S101所得零模涌流识别判据和和步骤S102所得内部故障识别判据，将零模涌流识别判据与内部故...
【专利技术属性】
技术研发人员：张侃君，周虎兵，刘之畅，黎恒烜，尹项根，陈永昕，尹斌鑫，滕捷，卢庆辉，朱凌进，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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