风电汇集系统站域保护原理及实现

发布时间：2020-09-10 19:09

　　 随着风电渗透率不断提高,风力发电机组复杂的故障特性和风电汇集系统的特殊拓扑结构对传统保护技术提出了新挑战。受控制环节限幅器影响,风机的短路电流受限特性有可能影响传统风电场保护动作性能,同时基于本地信息量测的保护算法也难以满足风电场保护性能要求。针对以上问题,论文以吉林实际风电场为参考,搭建了风电汇集系统模型,进行风电场汇集系统站域保护新原理研究,进而研制样机与硬件调试平台,验证站域保护原理动作性能,主要工作及成果如下:分析了汇集系统传统保护动作性能,给出了传统保护不正确动作边界。在RTDS仿真平台上搭建风电汇集系统模型,对风电场汇集母线与风电场汇集馈线上的保护配置情况进行了研究。重点分析汇集系统中不同故障位置和不同故障类型下的保护适应性情况,得到了风电场汇集母线保护在特定情况下存在拒动可能性和风电场汇集馈线保护在特定情况下存在误动可能性的结论,并利用RTDS仿真平台验证了结论的正确性。提出了基于多间隔电气量信息的站域保护新原理。分析了站域保护基本功能与结构特性,参考站域保护利用信息冗余度来提升保护性能的特性,提出了适用于风电场汇集系统的站域保护判据。构建了添加启动环节与延时环节的各判据协调配合体系,得到了一整套完整的风电场汇集系统站域保护原理,并利用RTDS仿真平台验证了结论的正确性。搭建了站域保护样机测试平台并验证站域保护原理正确性。以理论研究内容为基础进行了保护样机的研制,在模块化保护样机中实现了数据采集,电气信息量处理与故障判别等功能。基于RTDS仿真平台的实时特性搭建了完整的硬件闭环测试平台,通过在线闭环测试验证站域保护算法的有效性,说明了其具有一定的实际工程应用价值。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM614
【部分图文】：

于实际工程并具有一定的代表性，依据对吉林来福风电场进行现场调研得到的汇逡逑集系统结构与电气参数进行ＲＴＤＳ仿真模型的搭建，风电场实际变电站结构如下逡逑图２－１所示。逡逑W画喱逡逑图２－１吉林来福风电场实际一次主接线图逡逑７逡逑

华北电力大学硕士学位论文逡逑机经主变和送出线流向系统侧，正常情况下接地变压器侧电流情况如下图２－５所逡逑示。逡逑正常情况下接地变ｆｆｉ器侧电流瞬时值逡逑ａｍ邋逦逦邋逦—逦逦＞逦逦逦逦ｒ逦逦逦＜逦［ 逦逡逑ｏｏｅ８邋．逦Ａ相电流逡逑，１１！邋：Ｓ邋＼邋ｆ邋４邋４邋Ｉ，＼邋ｋ邋ｉ邋＼邋４邋ｈ邋４邋ｈ邋ｈ邋：＼邋Ｉ邋逦逡逑Ｈｉ邋ｉ：：邋ｉ！邋Ｉ邋ｉＢｉ逡逑？ｏ．ｏｅａ邋Ｉ逡逑ｏ邋ｏｓ＞邋ｏ邋ｉ邋＆邋ｉｓ邋0２邋ａｓｓ邋０３逦＜ｓａ邋0４＆邋ｅ．ｓ逡逑时间（Ｓ）逡逑正常情况下接地变压器侧电流序分量逡逑０邋０１邋逦１逦＞逦■逦＊邋－■逦＜逦■逦逦逡逑０００９邋？逦逦正序分角：逡逑＾ｏｏｏａ．逦一负序分贵逡逑５邋０００７邋－逦邋糊＞＆逡逑灥邋０．００６邋？逦？逡逑＾邋０邋００５邋■逡逑＾邋0．00，邋■■逦逦逡逑０邋００３邋■逡逑０邋００２逡逑０．００１邋＇■邋—邋￣邋：逡逑0邋逦逦逦＇逦＊—逦逦逦１逦逦逦逦逦＊逦逦逦逡逑０逦０邋０＆逦Ｏ邋１逦Ｏ邋１＆逦０＿２邋Ｃ）２Ｓ逦０．３逦０．３６逦０■？逦０．？＊？邋Ｏ．Ｓ逡逑时间（Ｓ）逡逑图２－５正常工况下接地变压器侧电流情况逡逑当汇集母线发生单相接地故障时，设置接地变压器中性点直接接地。此时接逡逑地变压器零序激磁阻抗较小，接地变压器支路不可再视为断路。零序电流由故障逡逑点经接地变压器激磁阻抗ＺＴＧ流入大地，接地变压器侧在汇集母线发生接地故障逡逑时可以检测出零序电流分量

集母线保护适应性分析逡逑２－２所示，当风电汇集系统位于正常运行状态时，根据广义电流？电气节点的电流值等于流出该电气节点的电流值，因此主变低ＴＡ４量测得到的电流值等于汇集馈线出口处电流互感器ＴＡ１，ＴＡ压器侧电流互感器ＴＡ５之和。逡逑集坷线上发生相间故障时主变低压侧电流互感器量测得到的电流侧电流互感器量测得到的电流值和三条汇集馈线出丨丨处电流互乜流伉之和等于故障发生处的故障电流。根据母线差动式电流的差动电流为主变低压侧，接地变压器侧与各汇集馈线出口处基和，由于系统侧容量远大于风机侧容量，所以主变低压侧电流测得到的故障电流远大于任意一条汇集馈线出口处电流互感器和Ｕ流可感器量测得到的故障电流，差动电流近似等于主变低压侧电量测得到的故障电流基波值。此时汇集母线上的保护具有良好的选保护拒动的情况。逡逑

【参考文献】

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本文编号：2816202