【技术实现步骤摘要】
一种柔性低频输电的母线虚拟功率差动保护方法及系统
[0001]本专利技术涉及配电网保护
，尤其涉及一种柔性低频输电的母线虚拟功率差动保护方法及系统
。
技术介绍
[0002]随着电力电子技术的发展，频率灵活选择的柔性低频输电技术可提升电网输送容量和柔性调控能力，是一种新型高效的交流输电技术
。
近年来，海上低频输电技术越来越受到学术界和工业界的关注
。
对于海底电缆，采用低频输电方案的根本优势是可以降低电缆的并联电容效应，扩展海上交流输电的距离，节省海上换流站与直流断路器等设备投资成本，易于实现海上风电场多端组网，是一种极具竞争力的新型海上风电并网技术
。
目前低频输电所选择的频率多为
20Hz
，其一周波的数据窗长度为
50ms。
[0003]由于受制于换流器电流控制，短路电流短时上升后下降明显，不同故障初始时刻受低频周期分量影响存在上升缓慢情况，且短路电流幅值较小甚至可能低于额定电流，常规的电流差动保护需要一个完整数据窗
(
即
50ms)
动作速度较慢，而柔性低频输电系统包含大量的电力电子变换设备，耐受短路能力较弱，迫切需要发生故障的时候能快速切除故障
。
[0004]针对海上风电
20Hz
低频送出线路并网母线侧集电线路较多，且功率传输方向稳定的特点，并考虑到风机送出功率受到天气变化影响而电流波动范围比较大，适用常规的电流采样点差动保护，但其动作特性存在...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种柔性低频输电的母线虚拟功率差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤：获取配电网的母线的三相电压，并确定出母线的三相中的最大电压作为参考电压；将所有风机的输出电流等效为一条集电线路三相电流，根据所述参考电压与所述集电线路三相电流计算风机侧的三相虚拟功率；获取配电网的母线上的低频变频器侧的三相电流，根据所述参考电压与低频变频器侧的三相电流计算变频器侧的三相虚拟功率；对所述风机侧的三相虚拟功率和所述变频器侧的三相虚拟功率分别进行傅里叶变换，得到风机侧的三相虚拟功率相量和变频器侧的三相虚拟功率相量；根据所述风机侧的三相虚拟功率相量和所述变频器侧的三相虚拟功率相量计算三相虚拟功率差动量和三相虚拟功率制动量；将所述三相虚拟功率差动量和所述三相虚拟功率制动量分别进行阈值比较，根据比较结果判断母线是否发生故障；若判断母线发生故障，则发出跳闸指令，以切除故障母线
。2.
根据权利要求1所述的柔性低频输电的母线虚拟功率差动保护方法，其特征在于，所述将所有风机的输出电流等效为一条集电线路三相电流，根据所述参考电压与所述集电线路三相电流计算风机侧的三相虚拟功率的步骤具体包括：获取母线上所有的风电的集电线路的电流之和，基于母线上所有的风电的集电线路的电流之和，将所有风机的输出电流等效为一条集电线路三相电流；根据所述参考电压与所述集电线路三相电流通过下式计算风机侧的三相虚拟功率为：
swj(k)
＝
um(k)
×
iwj(k)
式中，
j
表示相别，
j
＝
a,b,c
，
k
表示采样点编号，
swj(k)
表示风机侧的第
j
相的虚拟功率，
um(k)
表示参考电压，
iwj(k)
表示集电线路中第
j
相的电流
。3.
根据权利要求2所述的柔性低频输电的母线虚拟功率差动保护方法，其特征在于，获取配电网的母线上的低频变频器侧的三相电流，根据所述参考电压与低频变频器侧的三相电流计算变频器侧的三相虚拟功率的步骤具体包括：获取配电网的母线上的低频变频器侧的三相电流，根据所述参考电压与低频变频器侧的三相电流通过下式计算变频器侧的三相虚拟功率为：
spj(k)
＝
um(k)
×
ipj(k)
式中，
spj(k)
表示变频器侧的第
j
相的虚拟功率，
ipj(k)
表示低频变频器侧的第
j
相的电流
。4.
根据权利要求3所述的柔性低频输电的母线虚拟功率差动保护方法，其特征在于，对所述风机侧的三相虚拟功率和所述变频器侧的三相虚拟功率分别进行傅里叶变换，得到风机侧的三相虚拟功率相量和变频器侧的三相虚拟功率相量的步骤具体包括：基于预设的数据窗长对所述风机侧的三相虚拟功率进行傅里叶变换，得到：式中，为风机侧的第
j
相的虚拟功率复数相量，
i
表示数学虚部，
SwjR
为风机侧的第
j
相的虚拟功率的第一分量，
SwjX
为风机侧的第
j
技术研发人员：裴星宇，吴宏远，陈建福，唐捷，陈勇，李建标，杨锐雄，程旭，邹国惠，曹安瑛，张帆，段新辉，廖鹏，肖小清，姚斌，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，
类型：发明
国别省市：
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