一种风电场配电网短路电流检测方法技术

本发明专利技术提供一种风电场配电网短路电流检测方法，属于风电场配电网短路电流检测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种风电场配电网短路电流检测方法的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：当配电网发生故障后，设定所有风电场计算电压为零，初始电压跌落系数为1；计算风电场初始短路电流，得到第一次迭代时的机端电压以及第一次迭代时的电压跌落系数；根据此时各风电场的机端电压，判断第

【技术实现步骤摘要】
一种风电场配电网短路电流检测方法


[0001]本专利技术提供一种风电场配电网短路电流检测方法，属于风电场配电网短路电流检测

。

技术介绍

[0002]随着近年来风电场相关设施不断的发展投入与建设，集中式
、
大规模风电场已经成为风电并网的主要形式之一，随之也带来了相应的技术难题：由于风电场的接入，使原来仅设置单一电源的配电网变成多电源配电网，且风电场在运行原理
、
控制方式等方面与传统同步发电机有较大的差距
。
[0003]目前风电场设施在发生故障时，将很难计算风电场馈出的短路电流数据，同时风电场之间还存在耦合作用，在配电网发生故障时，不同的风电场之间会相互影响，使得风电场输出的短路电流也会发生变化；目前传统的短路电流计算方法已不能满足大规模风电场在接入配电网后针对短路电流计算的需求，需要对短路电流的检测方法做出相应调整与改进
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种风电场配电网短路电流检测方法的改进
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种风电场配电网短路电流检测方法，包括如下检测步骤：
[0006]步骤一：假设配电网发生故障后，设定所有风电场计算电压为零，初始电压跌落系数为1；
[0007]步骤二：计算风电场初始短路电流，得到第一次迭代时的机端电压以及第一次迭代时的电压跌落系数；
[0008]步骤三：根据此时各风电场的机端电压，判断第
m
个风电场是否投出
Crowbar
保护，确定风电场内风机控制方式：
[0009]如是，则将第
m+1
至第
n
个风电场都设置为励磁保护工作模式，且返回步骤二；
[0010]如否，则继续计算此时迭代后的机端电压以及电压跌落系数，进入步骤四；
[0011]步骤四：判断相邻两次迭代得到的电压相差是否小于误差：
[0012]如否，则返回步骤一；
[0013]如是，则计算输出故障后稳定状态的风电场短路电流以及节点电压数据
。
[0014]所述步骤三中确定风电场内风机控制方式的具体方法为：
[0015]步骤
3.1
：将故障后各风电场机端电压从大到小的顺序，并从1到
n
进行编号；
[0016]步骤
3.2
：设定所有风电场执行
Crowbar
保护投入，计算得到各风电场向外馈入的短路电流，然后得到风电场机端电压，判断第1‑
k
号风电场机端电压是否达到设定值：
[0017]当1号风电场投出
Crowbar
电路后，1号风电场机端电压投出，2‑
k
号风电场机端电
压将升高，则判断第2‑
k
号风电场
Crowbar
都会投出；
[0018]步骤
3.3
：将步骤
3.2
中投出
Crowbar
的风电场采用励磁控制，其余仍采用
Crowbar
投入的控制方式，计算此时风电场馈出的短路电流与机端电压，判断机端电压是否达到了
Crowbar
切出的判据：
[0019]如果没有超过，则认为此时的控制策略是合理的，结束计算；
[0020]如果超过了，则按照步骤
3.2
将超过的风电场设置为励磁保护工作模式；
[0021]步骤
3.4
：重复步骤
3.3
，直到结束
。
[0022]当系统发生的是不对称短路故障，则短路电流的计算方法为：
[0023]首先风电场机组通过锁相环快速锁定输出机端正序电压相位，并取得电压幅值，此时风电场机组网侧变流器有功无功电流参考值的计算公式为：
[0024][0025]式中：为风机网侧变流器有功
、
无功电流参考值，
u
g
为风电场机组机端电压，
I
N
为额定电流，
P0、Q0为输出有功
、
无功，
u0为故障前风机机端电压；
[0026]然后通过变流器的
PI
控制器使得短路电流输出值与参考值一致；
[0027]当系统发生不对称故障时，风电场机组只存在正序的电流源，此时风电场机组输出正序电流
I
的表达式为：
[0028][0029]式中：
P0、Q0为输出有功
、
无功，
u
g
为风电场机组机端电压，
u0为故障前风机机端电压，
I
N
为额定电流；
[0030]无负序电流，对不对称短路故障的短路电流进行计算时，在负序网络中需要对风电场机组做断开处理
。
[0031]当系统发生的是不对称短路故障，则短路电流的计算方法为：
[0032]首先风电场机组通过锁相环快速获得相应有功电流与无功电流参考值，当系统发生不对称故障时，风电场机组输出正序电流的计算公式为：
[0033][0034]式中：
I
LR
为风电场机组堵转电流，
U
rM
为额定电压，
P
rM
为额定功率，
K
d
为定子侧电压跌落系数，
R
cb
为
Crowbar
电阻的阻值；
[0035]根据配电网结构建立正负序网络，针对不同的故障类型设立不对称故障边界条件，建立对应的复合序网电路，根据配电网短路电流计算方法和复合序网计算出正负序电流电压，进行叠加得到风电场的机端电压数据
。
[0036]所述
Crowbar
电阻的阻值
R
cb
，取值范围的表达式为：
[0037][0038]式中：
U
dc
为网侧直流母线电压，取值为
0.4U
s
～
0.5U
s
，最大不能超过
U
s
。
[0039]本专利技术相对于现有技术具备的有益效果为：本专利技术基于风电场接入配电网发生短路故障后，针对产生的短路电流提出一种改进的检测方法，该方法通过计算风电场初始短路电流，计算得到机端电压以及电压跌落系数，然后通过此时各风电场的机端电压判断风电场是否投出
Crowbar
保护，并判断相邻两次迭代得到的电压相差是否小于误差；该检测方法能够在配电网涉及风电场内风机的不同控制方法的情况下，对一个考虑风电场耦合作用的
110kV
配电网进行短路电流的计算检测，具有极强的适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种风电场配电网短路电流检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤：步骤一：假设配电网发生故障后，设定所有风电场计算电压为零，初始电压跌落系数为1；步骤二：计算风电场初始短路电流，得到第一次迭代时的机端电压以及第一次迭代时的电压跌落系数；步骤三：根据此时各风电场的机端电压，判断第
m
个风电场是否投出
Crowbar
保护，确定风电场内风机控制方式：如是，则将第
m+1
至第
n
个风电场都设置为励磁保护工作模式，且返回步骤二；如否，则继续计算此时迭代后的机端电压以及电压跌落系数，进入步骤四；步骤四：判断相邻两次迭代得到的电压相差是否小于误差：如否，则返回步骤一；如是，则计算输出故障后稳定状态的风电场短路电流以及节点电压数据
。2.
根据权利要求1所述的一种风电场配电网短路电流检测方法，其特征在于：所述步骤三中确定风电场内风机控制方式的具体方法为：步骤
3.1
：将故障后各风电场机端电压从大到小的顺序，并从1到
n
进行编号；步骤
3.2
：设定所有风电场执行
Crowbar
保护投入，计算得到各风电场向外馈入的短路电流，然后得到风电场机端电压，判断第1‑
k
号风电场机端电压是否达到设定值：当1号风电场投出
Crowbar
电路后，1号风电场机端电压投出，2‑
k
号风电场机端电压将升高，则判断第2‑
k
号风电场
Crowbar
都会投出；步骤
3.3
：将步骤
3.2
中投出
Crowbar
的风电场采用励磁控制，其余仍采用
Crowbar
投入的控制方式，计算此时风电场馈出的短路电流与机端电压，判断机端电压是否达到了
Crowbar
切出的判据：如果没有超过，则认为此时的控制策略是合理的，结束计算；如果超过了，则按照步骤
3.2
将超过的风电场设置为励磁保护工作模式；步骤
3.4
：重复步骤
3.3
，直到结束
。3.
根据权利要求1所述的一种风电场配电网短路电流检测方法，其特征在于：当系统发生的是不对称短路故障，则短路电流的计算方法为：首先风电场机组通过锁相环快速锁定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，张晓雨，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司朔州供电公司，
类型：发明
国别省市：