一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法及相关装置。其中，方法包括：构建逆变型新能源场站的短路电流与电源容量的变化关系式；根据变化关系式，确定电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式；利用预先建立的逆变型新能源场站的最大接入容量计算公式，根据电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式，确定逆变型新能源场站的最大接入容量。能够给出差动保护正确动作情况下的逆变型新能源场站接入容量，对新能源场站合理规划建设具有一定的指导作用。划建设具有一定的指导作用。划建设具有一定的指导作用。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及继电保护
，并且更具体地，涉及一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法及相关装置。

技术介绍

[0002]我国正逐步构建以新能源为主体的新型电力系统，通过逆变器与电网互联的光伏电站和直驱风电场(统称为逆变型新能源场站)在电网中的占比将进一步增加。然而，与同步发电机相比，逆变型新能源场站的故障特性因受过流能力较弱、暂态响应迅速的逆变器控制影响而发生根本性改变，使得现有基于同步发电机故障特征的电网保护策略不再适用。
[0003]传统比率制动式电流差动保护被广泛应用作为新能源场站所接送出线路主保护，当新能源场站接入容量增加到与所接电网等值短路容量接近时，送出线路发生故障后新能源场站侧短路电流变化特性会对电流差动保护产生影响，线路两侧基频差动电流大于制动电流的特有关系将不再满足，保护可能拒动。
[0004]为了确保新能源场站的安全可靠运行，需揭示不同容量逆变型新能源场站故障电流变化特性，并计算适应差动保护的逆变型新能源场站最大接入容量。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法及相关装置。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法，包括：
[0007]构建逆变型新能源场站的短路电流与电源容量的变化关系式；
[0008]根据变化关系式，确定电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式；r/>[0009]利用预先建立的逆变型新能源场站的最大接入容量计算公式，根据电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式，确定逆变型新能源场站的最大接入容量。
[0010]可选地，变化关系式包括短路电流幅值随电源容量变化的第一关系式以及短路电流相角随电源容量变化的第二关系式，其中第一关系式为：
[0011][0012]第二关系式为：
[0013][0014]其中，为短路电流幅值，θ0为故障发生时刻电压的初相角，P
dc
为逆变发电单元输出的直流功率，α为电流限制系数，α＝0表示电流限幅环节未作用，α＝1表示电流限幅环节发生作用，I
lim
为逆变器最大允许电流，S
N
为逆变电源额定容量，I
N
为逆变电源额定相电流幅值，γ＝U
g
/U
gN
为并网点正序电压跌落系数，U
gN
为并网点额定相电压幅值，Q
o
为逆变型电源提供的无功功率，其大小由电网故障穿越要求决定,为短路电流相角，为三相电流中各相角度，下标表示相别，即δ
a
＝0，δ
b
＝
‑
2π/3，δ
c
＝2π/3。
[0015]可选地，根据电流差动保护动作判据以及短路电流与电源容量的变化关系式，确定电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式的操作，包括：
[0016]构建电流差动保护判据与短路电流的第三关系式；
[0017]根据第三关系式，将短路电流与电源容量的变化关系式带入电流保护判据中，确定电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式。
[0018]可选地，电流差动保护判据与短路电流的第三关系式如下：
[0019][0020]电流差动保护判据如下：
[0021][0022]其中，为新能源场站侧短路电流，为短路电流幅值，为系统侧所提供的短路电流，Ip为差动保护的动作电流，k为制动系数。
[0023]可选地，逆变型新能源场站的最大接入容量计算公式如下：
[0024][0025]其中，k为电流差动保护的比率制动系数，通常取0.5～0.8，表示光伏发电单元所接箱式变压器、集电线路、主变压器的等值正序总阻抗，表示从故障点到光伏电站所接送出线路首端的等值正序阻抗，表示从故障点到光伏电站所接送出线路末端等值正序阻抗，表示等值系统的正序阻抗，为不同故障类型下对应的附加阻抗，其计算表达式为
[0026][0027]其中，分别表示三相短路、两相相间短路、两相接地短路、单相接地短路故障下对应的附加阻抗，表示光伏发电单元所接箱式变压器、集电线路、主变压器的等值零序总阻抗，分别表示从光伏电站侧、系统侧看送出线路的故障等值零序阻抗，表示等值系统的零序阻抗。
[0028]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种逆变型新能源场站最大接入容量计算装置，包括：
[0029]构建模块，用于构建逆变型新能源场站的短路电流与电源容量的变化关系式；
[0030]第一确定模块，用于根据变化关系式，确定电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式；
[0031]第二确定模块，用于利用预先建立的逆变型新能源场站的最大接入容量计算公式，根据电流差动保护判据与电源容量之间的数学关系式，确定逆变型新能源场站的最大接入容量。
[0032]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0033]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0034]从而，本申请提出的适应电流差动保护的逆变型新能源场站最大容量计算方法，通过逆变型新能源场站短路电流随容量变化关系，然后结合电流差动保护动作判据，计算逆变型新能源场站的最大容量。进而能够给出差动保护正确动作情况下的逆变型新能源场站接入容量，对新能源场站合理规划建设具有一定的指导作用。
附图说明
[0035]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：
[0036]图1是本专利技术一示例性实施例提供的逆变型新能源场站最大接入容量计算方法的流程示意图；
[0037]图2是本专利技术一示例性实施例提供的逆变型新能源发电单元的典型拓扑结构示意图；
[0038]图3是本专利技术一示例性实施例提供的新能源场站并网拓扑结构示意图；
[0039]图4是本专利技术一示例性实施例提供的含新能源场站电网等效电路图；
[0040]图5是本专利技术一示例性实施例提供的两相相间短路故障下制动电流与差动电流比
值示意图；
[0041]图6是本专利技术一示例性实施例提供的单相接地短路故障下制动电流与差动电流比值示意图；
[0042]图7是本专利技术一示例性实施例提供的两相接地短路故障下制动电流与差动电流比值示意图；
[0043]图8是本专利技术一示例性实施例提供的逆变型新能源场站最大接入容量计算装置的结构示意图；
[0044]图9是本专利技术一示例性实施例提供的电子设备的结构。
具体实施方式
[0045]下面，将参考附图详细地描述根据本专利技术的示例实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变型新能源场站最大接入容量计算方法，其特征在于，包括：构建逆变型新能源场站的短路电流与电源容量的变化关系式；根据电流差动保护动作判据以及所述变化关系式，确定所述电流差动保护判据与所述电源容量之间的数学关系式；利用预先建立的所述逆变型新能源场站的最大接入容量计算公式，根据所述电流差动保护判据与所述电源容量之间的数学关系式，确定所述逆变型新能源场站的最大接入容量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变化关系式包括短路电流幅值随所述电源容量变化的第一关系式以及短路电流相角随所述电源容量变化的第二关系式，其中所述第一关系式为：第二关系式为：其中，为短路电流幅值，θ0为故障发生时刻电压的初相角，P
dc
为逆变发电单元输出的直流功率，α为电流限制系数，α＝0表示电流限幅环节未作用，α＝1表示电流限幅环节发生作用，I
lim
为逆变器最大允许电流，S
N
为逆变电源额定容量，I
N
为逆变电源额定相电流幅值，γ＝U
g
/U
gN
为并网点正序电压跌落系数，U
gN
为并网点额定相电压幅值，Q
o
为逆变型电源提供的无功功率，其大小由电网故障穿越要求决定,为短路电流相角，为三相电流中各相角度，下标表示相别，即δ
a
＝0，δ
b
＝
‑
2π/3，δ
c
＝2π/3。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电流差动保护动作判据以及所述变化关系式，确定所述电流差动保护判据与所述电源容量之间的数学关系式的操作，包括：构建所述电流差动保护判据与所述短路电流的第三关系式；根据所述第三关系式，将所述短路电流与所述电源容量的变化关系式带入电流保护判据中，确定电流差动保护判据与所述电源容量之间的所述数学关系式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电流差动保护判据与所述短路电流的第三关系式如下：所述电流差动保护判据如下：
其中，为新能源场站侧短路电流，为短路电流幅值，为系统侧所提供的短路电流，Ip为差动保护的动作电流，k为制动系数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逆变型新能源场站的最大接入容量计算公式如下：其中，k为电流差动保护的比率制动系数，通常取0.5～0.8，表示光伏发电单元所接箱式变压器、集电线路、主变压器的等值正序总阻抗，表示从故障点到光伏电站所接送出线路首端的等值正序阻抗，表示从故障点到光伏电站所接送出线路末端等值正序阻抗，表示等值系统的正序阻抗，为不同故障类型下对应的附加阻抗，其计算表达式为其中，Z
f(3)
、Z
f...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹虹，余越，杨国生，张浩，王正茂，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江西省电力有限公司国网江西省电力有限公司吉安供电分公司，
类型：发明
国别省市：