【技术实现步骤摘要】
一种针对高比例新能源电源的叠加式电网距离保护方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种针对高比例新能源电源的叠加式电网距离保护方法及装置，属于电力系统继电保护领域。
技术介绍
[0002]当前，电力在人类社会终端能源消费中的占比越来越高，全球范围内的电能需求正在不断地快速增长。与此同时，在大量化石能源消耗带来的能源枯竭和环境污染双重背景下，新能源发电成为全球能源战略转型的重要发展方向。
[0003]随着新能源电源的大量并网，现有电网电源侧趋于呈现传统发电机和新能源电源并存的混合电源形态，且新能源电源的比例不断提高。
[0004]含有大量新能源电源的电网发生线路故障后，新能源电源的故障输出电流受其内部控制策略所制约，与并网点电压呈强非线性关系。且由于线路故障后，新能源电源通常会限幅或闭锁其输出，导致电力系统线路故障后的线路短路电流降低，进一步导致并网点故障电压降低，且随着新能源电源在电网电源中的占比提高，线路故障电流值和并网点故障电压值也不断降低。极端条件下，新能源电源构成全部的电网电源且保持低压穿越时，线路中的故障电流和并网电压不再具有关联关系。
[0005]另外，由于新能源电源中存在大量的电力电子设备，如光伏电源中的并网逆变器、风力发电机组中的AC
‑
DC
‑
DC变换器等。且受新能源波动性和不确定性的影响，新能源电源的出力频繁改变，甚至在并网和脱网两种状态间不断切换。这种电力变换通过电力电子器件的开断实现，期间新能源电源产生大量谐波。
[0006]...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对高比例新能源电源的叠加式电网距离保护方法，其特征在于，包括以下步骤：当故障发生时，获取电路信息；根据所述电路信息，计算获取相应故障点到发电机母线的距离；根据相应故障点到发电机母线的距离，相应断路器配备的距离保护动作切除故障。2.根据权利要求1所述的电网距离保护方法，其特征在于，所述电路信息包括电力系统发生短路故障后流经短路点的故障电流I
k
、等效后传统发电机内电势的电压源的值E、等效后传统发电机内阻抗的阻抗值Z
r
和表示故障后等效新能源电源输出电流的电流源的大小I；根据所述电路信息，计算获取相应故障点到发电机母线的距离的方法包括“电流量叠加”法，对电力系统电源侧传统发电机和新能源电源等效，且获取相应参数的基础上，仅依靠电网线路故障后保护安装处测得的故障电流的大小，计算短路点到保护安装处间线路阻抗的大小，进一步计算出短路点到保护安装处的距离。3.根据权利要求2所述的电网距离保护方法，其特征在于，“电流量叠加”法包括以下步骤：测量出电力系统发生短路故障后流经短路点的故障电流I
k
；根据电流源单独存在的子电力系统中满足：(I
‑
I
k1
)
×
Z
r
＝I
k1
×
Z，进一步求得，电流源在线路阻抗上的子电流响应I
k1
为：根据电压源单独存在的子电力系统中满足：E＝I
k2
×
(Z
r
+Z)，进一步求得，电流源在线路阻抗上的子电流响应I
k2
为：根据子电流响应之和等于线路故障后测得的故障电流：I
k
＝I
k1
+I
k2
进一步求得，电网线路故障后保护安装处到故障点间线路阻抗值：步骤五、计算出故障点到发电机母线的距离L，式中，E为传统发电机等效后的电压源的值；Z
r
为传统发电机等效后的内阻抗；Z
l
为电力线路单位长度的阻抗值。4.根据权利要求3所述的电网距离保护方法，其特征在于，流经短路点的故障电流I
k
可由现有继电保护测量装置直接测得，表示等效后传统发电机内电势的电压源的值E可由传统发电机设备铭牌参数或经验获得，表示等效后传统发电机内阻抗的阻抗值Z
r
和表示故障后等效新能源电源输出电流的电流源的大小I通过辨识获得。5.根据权利要求1所述的电网距离保护方法，其特征在于，所述电路信息包括保护安装处的故障电压U
k
、等效后传统发电机内电势的电压源的值E、等效后传统发电机内阻抗的阻抗值Z
r
和故障后等效新能源电源输出电流的电流源的大小I；根据所述电路信息，计算获取相应故障点到发电机母线的距离的方法包括“电压量叠
加”法，在对电力系统电源侧传统发电机和新能源电源等效，且获取相应参数的基础上，仅依靠电网线路故障后保护安装处测得的故障电压的大小，计算短路点到保护安装处间线路阻抗的大小，进一步计算出短路点到保护安装处的距离。6.根据权利要求5所述的电网距离保护方法，其特征在于，“电压量叠加”法包括以下步骤：测量出电力系统发生短路故障后保护安装处的故障电压U
k
；根据电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：张政伟，陈谦，李宗源，钱倍奇，牛应灏，陈杉桐，许潇文，刘莹，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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