大规模风电接入背景下电网继电保护性能提升策略研究

发布时间：2020-08-11 20:31

【摘要】：风能作为清洁与可再生能源的典型代表,得到了世界各国的高度重视和大力发展。然而,大规模接入、远距离外送的风电对受端电网继电保护的动作性能提出了更高的要求。近年来,在接纳大规模风电的过程中,受端电网保护的不正确动作问题逐渐暴露。若无法有针对性地研究更为适用的保护原理和保护策略,受端电网保护的可靠性将难以得到保证。为此,本文在大规模风电接入的背景下,围绕以下几种典型场景展开深入研究,并提出相应的保护性能优化方案。首先,为提升风电外送高压线路纵联保护的可靠性,令其在任一CT/CVT断线工况下仍能持续运行,同时避免较大的电容电流及较强的电磁干扰可能引发的保护误动行为,本文构建了基于贝瑞隆模型的冗余信号组,并引入S变换相角差及能量相对熵进行保护计算,进而提出一种对CT/CVT断线工况免疫的高压线路纵联保护新原理。利用理论推导及仿真测试对其有效性进行了验证。其次,在风电大规模接入后,为应对受端电网配置的较多旋转备用引发短路故障时系统侧短路电流水平的提高,受端电网通常接入高压内置变压器以限制短路电流水平。但是,高压内置变压器接入后,其励磁涌流形态将发生变异,容易导致上级线路零序过流保护误动作。针对该问题,本文研究了一种基于复合时差法的励磁涌流识别方法,并相应提出了线路零序过流保护涌流闭锁方案。基于PSCAD仿真了不同的合闸及故障工况,验证了线路零序过流保护动作的正确性。最后,针对在上述场景下系统侧短路电流水平的提高导致系统发生短路故障时电流互感器铁心饱和,进而引发变电站内母线差动保护误动的问题,本文对小波包变换进行了改进,提出了一种母线保护抗CT饱和策略,并通过仿真验证了该策略在各种极端饱和、干扰及转换性故障场景下的适用性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM77
【图文】：

示意图,小波多分辨率分析,示意图,小波多分辨率

而言极为不利，容易引护用 CT 采集电流进行改进，实现母线保护护滤波算法进行保护判场景，即使对于严重饱理提出的小波多分辨率分（细节部分）1d ，然级分解而保持高频部分

小波包分解,结构示意图,小波包,频段选择

图 4-2 小波包分解结构示意图点均代表一个小波包系数。式为,2 1,2,2 1 1,2j n j nl k lkkj n j nl k lkkd h dd g d 式为1, ,2 ,2 12 2=j n j n j nl l k k l kkkd h d g d 1 分别为小波包分解系数，j 为小波包位置；k 2lh 、k 2lg 分别为小波包分解为小波包重构的低通与高通滤波器包基与尺度频段选择合适，那么精确

示意图,突变点,电流波形,示意图

并且具有良好的正交、紧支撑性，因此本节选及数据有效性的基本方法。 CT 饱和策略构建常包含有重要的故障信息，而系统发生短路故畸变恰好对应电流信号中的突变点，因此经小由于模极大值两端呈衰减性，若两次突变点极良好的突变点识别效果。另外，小波包系数可这也对信号真实突变点的识别造成不利影响[的突变点示意图如图 4-3 所示，该电流波形的三层小波包变换后，结果如图 4-4 所示。

【参考文献】