一种光伏并网线路保护方法、系统、计算装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于相位校正的光伏并网线路电流差动保护方法、系统计算装置及存储介质，方法包括：光伏并网线路中发生短路故障时，在光伏侧，利用分相启动判据和零序电流启动判据判断是否为两相相间短路故障；如果是两相相间短路故障，则进一步判断哪一相为电流滞后相；进而将电流滞后相的电流做滞后60度处理；将处理后的电流再利用传统差动保护进行保护判别。本发明专利技术通过将光伏侧滞后相电流进行滞后处理，进而使光伏并网线路发生两相相间短路时，故障相两端的电流相位差大大缩小，有利于提高比率制动式电流差动保护的灵敏度，避免了光伏并网线路发生两相相间短路故障时，其中一相出现电流差动保护拒动的情况。相出现电流差动保护拒动的情况。相出现电流差动保护拒动的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏并网线路保护方法、系统、计算装置及存储介质


[0001]本专利技术属于电力系统及其自动化
，尤其涉及一种适用于光伏并网线路的基于相位校正的电流差动保护方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]为了降低经济发展过程中造成的碳排放量，目前，新能源开发规模不断加大，使电网日益呈现出“双高”特点，即高比例可再生能源、高比例电力电子器件。光伏板发出的直流电需要经过逆变器转变为交流电才能并网到电力系统。由于电网电压不平衡时，逆变器直流侧会产生二次纹波电流和纹波电压，严重影响三相逆变器的控制性能，因此光伏逆变器采用正负序解耦的控制方式，并对负序进行抑制。
[0004]光伏逆变器的低惯性特点、低过流能力及其独特控制方式，使其短路暂态特性与传统同步机的暂态特性有显著差异。目前，专家学者对传统保护方法应用于全功率型并网线路时的适用性问题作了大量研究，涉及比率制动式电流差动保护、距离保护、方向元件、零序过流保护等，指出传统保护方法应用于光伏并网线路时出现的可靠性、灵敏性等问题。
[0005]文献《电流差动保护在逆变型新能源场站送出线路中的适应性分析》分析了送出线路发生不对称短路时电流差动保护在并网系统为强、弱两种情形下的动作性能。结果表明，送出线路发生两相短路时，差动保护在并网系统为弱系统时存在拒动的风险。针对逆变型新能源厂站送出线路差动保护可靠性降低的问题，该文献没有给出有效的解决方案。
[0006]文献《光伏并网系统送出线路不对称故障的差动保护灵敏度研究》分析了在并网送出线路发生不对称故障时，比率制动特性差动保护在光伏逆变器有、无无功补偿条件下的灵敏度。结果表明，在无功补偿状态下，光伏并网发电系统送出线路的传统比率制动特性差动保护灵敏度下降。该文献针对接地故障验证了基于零序电流的差动保护仍然具有很高的可靠性，然而对于非接地故障没有给出具体解决方法。
[0007]文献《光伏电站弱电源特性对送出线路继电保护的影响》研究了光伏发电系统的故障电流特征，分析了弱电源特性对送出线路电流差动保护和距离保护动作性能的影响，基于此指出光伏电站弱电源特性会造成送出线路的光伏侧电流差动保护灵敏度下降。该文献提出的解决策略是定值整定时忽略光伏侧，而按单侧电源整定。然而，没有考虑光伏侧与系统侧短路电流比较大的场景。
[0008]目前，专家学者对传统保护方法应用于全功率型并网线路时的适用性问题作了大量研究，指出对于两相相间短路故障，会出现可靠性、灵敏性降低等问题，然而，现有研究并没有提出高比例光伏接入场景下的电流差动保护动作可靠性提升策略。

技术实现思路

[0009]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于相位校正的光伏并网线路电
流差动保护方法，能够保证保护的可靠性。
[0010]为了解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种光伏并网线路保护方法，包括以下步骤：S01）、光伏并网线路中发生短路故障时，将光伏侧采样数据利用分相启动判据和零序启动判据识别故障类型；S02）、通过上述故障类型识别方法判别出是否为两相相间短路，如果是两相相间短路则进入相位校正模块，对两相短路电流中的滞后相电流进行滞后N度处理，N大于0，从而缩小故障相两端的电流相位差；S03）、相位校正后的光伏侧采样数据再进入传统电流差动保护程序对光伏并网线路进行对应的保护判别。
[0011]进一步的，如果步骤S01）判别出是接地故障或三相短路故障，则按传统电流差动保护进行故障判别。
[0012]进一步的，N=60。
[0013]本专利技术还公开了一种光伏并网线路保护系统，包括：故障类型识别模块，被配置为：光伏并网线路中发生短路故障时，将光伏侧采样数据利用分相启动判据和零序启动判据识别故障类型；相位滞后模块，被配置为：通过上述故障类型判别模块判别出故障类型，如果是两相相间短路，则对故障电流的滞后相做滞后N度处理，N大于0，从而缩小故障相两端的电流相位差；差动保护模块，被配置为：对相位校正后的光伏侧采样数据进行差动保护判别。
[0014]进一步的，如果故障类型识别模块判别出是接地故障或三相短路故障，则按传统电流差动保护进行故障判别。
[0015]进一步的，N=60。
[0016]本专利技术还公开了一种计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1
‑
3任一所述的方法的步骤。
[0017]本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行上述权利要求1
‑
3任一所述的方法的步骤。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术通过将光伏侧滞后相电流进行滞后60度处理，进而使光伏并网线路发生两相相间短路时，故障相两端的电流相位差大大缩小，有利于提高比率制动式电流差动保护的灵敏度，避免了光伏并网线路发生两相相间短路故障时，其中一相出现电流差动保护拒动的情况。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例光伏并网线路两端故障电流相位图；图2为本专利技术实施例进行相位校正后的故障电流相位图；图3为实施例1所述方法的流程图。
具体实施方式
[0020]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0021]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0022]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]实施例一本实施例公开了一种基于相位校正的光伏并网线路电流差动保护方法，包括：光伏并网线路中发生短路故障时，利用分相启动判据及零序启动判据启动故障相保护；若为接地故障或三相短路故障，则按传统电流差动保护进行故障判别；如果是相间短路故障，则对故障相电流进行相位校正，将校正后的电流进行比率制动式差动电流保护判别，进而识别出区内外故障。
[0024]为了更好的说明本专利技术的技术方案，首先开展故障特征分析，然后介绍一种基于相位校正的电流差动保护方法。
[0025]首先故障特性分析：对于新能源侧，发生短路故障，正序电压跌落至0.9 p.u.以下时，光伏逆变器控制器进入低电压穿越控制阶段。由于控制器采用正负序解耦的控制策略，负序的给定参考值为0，因此，即使发生非对称短路故障，光伏侧输出的三相电流仍然是对称的。
[0026]对于系统侧，在发生相间短路故障时，故障相电流的相位差几乎为180度，但由于光伏侧对负序电流的抑制，使得光伏侧负序阻抗无穷大。因此，负序电流都流向系统侧，导致系统侧负序电流大于正序电流，进而导致系统侧三相电流相序翻转。因此，在发生AB相间短路故障时，B相电流超前A相电流，但相位差小于180度。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏并网线路保护方法，其特征在于：包括以下步骤：S01）、光伏并网线路中发生短路故障时，将光伏侧采样数据利用分相启动判据和零序启动判据识别故障类型；S02）、通过上述故障类型识别方法判别出是否为两相相间短路，如果是两相相间短路则进入相位校正模块，对两相短路电流中的滞后相电流进行滞后N度处理，N大于0，从而缩小故障相两端的电流相位差；S03）、相位校正后的光伏侧采样数据再进入传统电流差动保护程序对光伏并网线路进行对应的保护判别。2.根据权利要求1所述的光伏并网线路保护方法，其特征在于：如果步骤S01）判别出是接地故障或三相短路故障，则按传统电流差动保护进行故障判别。3.根据权利要求1所述的光伏并网线路保护方法，其特征在于：N=60。4.一种光伏并网线路保护系统，其特征在于：包括：故障类型识别模块，被配置为：光伏并网线路中发生短路故障时，将光伏侧采样数据利用分相启动判据和零序启动判据识别故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，李宽，孙孔明，张婉婕，孙运涛，李玉敦，范荣奇，张国辉，王昕，梁正堂，李娜，刘萌，李聪聪，史方芳，王宏，王永波，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：