逆变型电源场站送出线故障方向判别方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种逆变型电源场站送出线故障方向判别方法、系统及介质，属于电力系统继电保护技术领域，方法包括：步骤S1、当线路发生短路故障后，采集保护安装处的电压和电流；步骤S2、计算逆变型电源正序无功电流参考值；并根据所述保护安装处的电压和电流计算逆变型电源端口电压，根据所述保护安装处的电流和所述逆变型电源端口电压计算逆变型电源实际输出的正序无功电流；步骤S3、计算所述实际输出的正序无功电流和所述正序无功电流参考值之间的欧式距离，将所述欧式距离与整定值比较，判定故障方向。本发明专利技术解决了逆变型电源场站送出线保护近区发生故障时，传统方向元件不能正确动作的问题，提升了故障方向判断的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
逆变型电源场站送出线故障方向判别方法、系统及介质


[0001]本专利技术属于电力系统继电保护
，更具体地，涉及一种逆变型电源场站送出线故障方向判别方法、系统及介质。

技术介绍

[0002][0003]现有技术中，针对直驱风机、光伏等逆变型电源的故障方向判断还是采用判别同步发电机的故障方向的传统方向元件，但是直驱风机、光伏等逆变型电源的故障特征主要表现为弱馈、电源阻抗变化、正负序阻抗不相等，与同步发电机的故障特征有很大差别，直接采用传统方向元件判断逆变型电源场站送出线故障的方向，受逆变型电源不同的故障穿越控制策略影响，会存在判断不准确的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种逆变型电源场站送出线故障方向判别方法、系统及介质，其目的在于提供一种不受逆变型电源不同的故障穿越控制策略影响的故障方向判别方法，提升故障方向判断的准确性。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种逆变型电源场站送出线故障方向判别方法，包括：
[0006]步骤S1、当线路发生短路故障后，采集保护安装处的电压和电流；
[0007]步骤S2、计算逆变型电源正序无功电流参考值；并根据所述保护安装处的电压和电流计算逆变型电源端口电压，根据所述保护安装处的电流和所述逆变型电源端口电压计算逆变型电源实际输出的正序无功电流；
[0008]步骤S3、计算所述实际输出的正序无功电流和所述正序无功电流参考值之间的欧式距离，将所述欧式距离与整定值比较，判定故障方向。
[0009]进一步地，对于背靠逆变型电源的保护，若所述欧式距离小于所述整定值，则判断发生了正方向故障，否则判断发生了反方向故障。
[0010]进一步地，对于背靠电压源的保护，若所述欧式距离大于所述整定值，则判断发生了正方向故障，否则判断发生了反方向故障。
[0011]进一步地，所述逆变型电源端口电压u
g
为：
[0012][0013]式中，u和i分别为保护安装处的电压、电流的采样值，其中，u
g
＝[u
ga
, u
gb
,u
gc
]T
，u＝[u
a
,u
b
,u
c
]T
，i＝[i
a
,i
b
,i
c
]T
，L
cs
和L
cm
分别为集电线自电感、互电感，R
cs
和R
cm
分别为集电线自电阻、互电阻，L
mt
为主变压器等值电感，L
st
为箱变等值电感，k
mt
为主变压器变比，k
st
为
箱变变比，矩阵M的表达式为：
[0014]进一步地，所述实际输出的正序无功电流为：
[0015][0016]其中，u
gα1
、u
gβ1
为逆变型电源端口正序电压的α、β分量，i
α1
、i
β1
为保护安装处正序电流的α、β分量。
[0017]进一步地，所述逆变型电源正序无功电流参考值根据所述保护安装处的电压计算得到，计算方法为：
[0018][0019]其中，K
Q1
和K
Q2
为正序无功电流比例系数，U
PCC1
为保护安装处的正序电压幅值，I
b
为逆变型电源场站额定电流幅值。
[0020]进一步地，所述欧式距离的计算方法为：
[0021][0022]其中，为所述实际输出的正序无功电流和所述正序无功电流参考值之间的欧式距离，为所述实际输出的正序无功电流在t
i
时刻的计算值，为所述正序无功电流参考值在t
i
时刻的计算值，I
b
为逆变型电源场站额定电流幅值。
[0023]进一步地，还包括计算所述逆变型电源缩放后的正序无功电流参考值 I
Q
，计算所述缩放后的正序无功电流参考值I
Q
和所述实际输出的正序无功电流之间的欧式距离，并将所述欧式距离与整定值比较，判定故障方向；其中，缩放后的正序无功电流参考值I
Q
为：
[0024][0025]式中，t
i
为时间窗内保护安装处的各采样时刻，k
iq
为缩放系数，为时间窗内逆变型电源正序无功电流参考值集合，I
lim
为逆变型电源场站内各电源短路电流限幅值之和；
[0026]其中：
[0027][0028]式中，为时间窗内逆变型电源实际输出的正序无功电流值集合。
[0029]按照本专利技术的第二方面，提供了一种逆变型电源场站送出线故障方向判别系统，包括：
[0030]采集单元，用于当线路发生短路故障后，采集保护安装处的电压和电流；
[0031]计算单元，用于计算逆变型电源正序无功电流参考值；并根据所述保护安装处的电压和电流计算逆变型电源端口电压，根据所述保护安装处的电流和所述逆变型电源端口电压计算逆变型电源实际输出的正序无功电流；
[0032]故障方向判定单元，用于计算所述实际输出的正序无功电流和所述正序无功电流参考值之间的欧式距离，将所述欧式距离与整定值比较，判定故障方向。
[0033]按照本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的故障方向判别方法。
[0034]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0035](1)本专利技术的故障方向判别方法，利用保护安装处测量的电压、电流以及逆变型电源端口电压，计算得到逆变型电源实际输出的正序无功电流和逆变型电源正序无功电流参考值，根据逆变型电源实际输出的正序无功电流和逆变型电源正序无功电流参考值之间的欧式距离和整定值之间的大小进行比较，判断故障发生方向，也即本专利技术的这种故障方向判别方法以逆变型电源正序无功电流特征作为依据，不受逆变型电源不同的故障穿越控制策略影响，能够准确地判断故障方向，有效解决了逆变型电源场站送出线发生故障时，传统方向元件不能正确动作的问题。
[0036](2)作为优选，故障判别方法还包括计算逆变型电源缩放后的正序无功电流参考值，计算缩放后的正序无功电流参考值和实际输出的正序无功电流之间的欧氏距离，进而判定故障方法，可以避免正序无功电流比例系数差异、逆变型电源实际并网容量等因素导致正序无功电流参考值存在误差的问题，进一步提升故障方向判断的准确性。
附图说明
[0037]图1是本专利技术实施例提供的一种适用于逆变型电源场站送出线故障方向判别方法的流程示意图。
[0038]图2是本专利技术实施例提供的典型的逆变型电源场站送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变型电源场站送出线故障方向判别方法，其特征在于，包括：步骤S1、当线路发生短路故障后，采集保护安装处的电压和电流；步骤S2、计算逆变型电源正序无功电流参考值；并根据所述保护安装处的电压和电流计算逆变型电源端口电压，根据所述保护安装处的电流和所述逆变型电源端口电压计算逆变型电源实际输出的正序无功电流；步骤S3、计算所述实际输出的正序无功电流和所述正序无功电流参考值之间的欧式距离，将所述欧式距离与整定值比较，判定故障方向。2.根据权利要求1所述的故障方向判别方法，其特征在于，对于背靠逆变型电源的保护，若所述欧式距离小于所述整定值，则判断发生了正方向故障，否则判断发生了反方向故障。3.根据权利要求1所述的故障方向判别方法，其特征在于，对于背靠电压源的保护，若所述欧式距离大于所述整定值，则判断发生了正方向故障，否则判断发生了反方向故障。4.根据权利要求1所述的故障方向判别方法，其特征在于，所述逆变型电源端口电压u
g
为：式中，u和i分别为保护安装处的电压、电流的采样值，其中，u
g
＝[u
ga
,u
gb
,u
gc
]
T
，u＝[u
a
,u
b
,u
c
]
T
，i＝[i
a
,i
b
,i
c
]
T
，L
cs
和L
cm
分别为集电线自电感、互电感，R
cs
和R
cm
分别为集电线自电阻、互电阻，L
mt
为主变压器等值电感，L
st
为箱变等值电感，k
mt
为主变压器变比，k
st
为箱变变比，矩阵M的表达式为：5.根据权利要求4所述的故障方向判别方法，其特征在于，所述实际输出的正序无功电流为：其中，u
gα1
、u
gβ1
为逆变型电源端口正序电压的α、β分量，i
α1
、i
β1
为保...

【专利技术属性】
技术研发人员：文明浩，陈玉，王玉玺，吴鑫辉，马睿智，韩珂，邱璟然，李嘉琪，许晴源，张赞赞，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：