基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究
发布时间：2022-01-18 22:35
目前的定值整定工作中往往将风电场作为负荷或常规电源进行分析计算,已经导致了多起事故,因此深入研究风电场的故障特征以及对系统继电保护的影响显得非常重要。首先,在双馈风机短路等值参数模型的基础上,研究了风机短路特性对集电线路保护的影响和集电线路继电保护整定值整定方法。其次,充分考虑了风机短路故障电流的影响,并提出了一套完整的集电线路系统继电保护定值整定方法。该方法分析了三相短路和两相短路的短路电流,提出了集电线路相间过电流保护和汇集线接地故障的零序电流保护的整定原则和计算过程。该策略避免了风机发生故障时产生的过电流对下游集电线路继电保护装置造成冲击和误动,目前已经在实际风电场得到了应用,验证了该方法的有效性。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(16)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
典型风电场一次系统图
成和祥基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究-95-流过短路故障线路短路点的短路电流为(3)(3)1d1kL1d1XIIXX(5)图2集电线路三相短路等值序网Fig.2Three-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit1.3集电线路两相短路电流计算当短路类型为两相短路时因为风机的负序阻抗与正序阻抗不同，所以不能像常规电源短路电流计算时用三相短路电流的32倍来代替。需要将风机等值参数电路代入复合序网来计算短路电流，两相故障对应的故障边界条件为正、负序网络在故障点处并联，当集电线路1发生两相故障时复合序网如图3所示。图3集电线路两相短路等值序网Fig.3Two-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit图3中2X表示非故障风机集群的负序阻抗，可将Xg=Xf2代入式(3)后再参照式(4)计算得出，则系统电源提供的短路电流为3(2)k1ST1ST11L1dST1110010337()2+IXXXXXXXXXX(6)流过故障点的短路电流为ST11(2)(2)ST11d1kST111ST11()+()+XXXXXXIIXXXXXXX(7)需要注意的是转差率在0.3~0.3之间变化时，式(1)中负序阻抗Zf2的值始终为正，表明故障后风机吸收负序有功功率，而正序阻抗f1Z的值与转差率的正负有关，当转差率s0时f1Z值为负，此时风机输出正序有功功率。2集电线路相间保护整定方法参照GB50169-2015《风力发电厂设计规范》[24]中对风电场保护配置的要求，本文选择目前在风电场中应用最广泛的中性点经电阻接地系统，采用两段式电流保护和零序保护的配置
5-流过短路故障线路短路点的短路电流为(3)(3)1d1kL1d1XIIXX(5)图2集电线路三相短路等值序网Fig.2Three-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit1.3集电线路两相短路电流计算当短路类型为两相短路时因为风机的负序阻抗与正序阻抗不同，所以不能像常规电源短路电流计算时用三相短路电流的32倍来代替。需要将风机等值参数电路代入复合序网来计算短路电流，两相故障对应的故障边界条件为正、负序网络在故障点处并联，当集电线路1发生两相故障时复合序网如图3所示。图3集电线路两相短路等值序网Fig.3Two-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit图3中2X表示非故障风机集群的负序阻抗，可将Xg=Xf2代入式(3)后再参照式(4)计算得出，则系统电源提供的短路电流为3(2)k1ST1ST11L1dST1110010337()2+IXXXXXXXXXX(6)流过故障点的短路电流为ST11(2)(2)ST11d1kST111ST11()+()+XXXXXXIIXXXXXXX(7)需要注意的是转差率在0.3~0.3之间变化时，式(1)中负序阻抗Zf2的值始终为正，表明故障后风机吸收负序有功功率，而正序阻抗f1Z的值与转差率的正负有关，当转差率s0时f1Z值为负，此时风机输出正序有功功率。2集电线路相间保护整定方法参照GB50169-2015《风力发电厂设计规范》[24]中对风电场保护配置的要求，本文选择目前在风电场中应用最广泛的中性点经电阻接地系统，采用两段式电流保护和零序保护的配置方案来讨论整定方法。2.1整定原则综合考虑风电场汇集线作为末端线?
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑风电机组馈入电流的风电场汇集线路保护整定计算方法[J]. 龚永智,陶晔,许传敏,罗正娅,徐岩. 电力系统保护与控制. 2020(11)
[2]风电场集中接入对集电线电流保护的影响研究[J]. 张军六,张兴忠. 可再生能源. 2020(05)
[3]含大规模风电并网电力系统的关键线路综合辨识[J]. 陶鸿飞,谢栋,赵福林,郭创新,杨才明,沈勇. 电力系统保护与控制. 2020(06)
[4]双馈风机三相短路电流特性分析[J]. 范小红,孙士云,孙德娟,海世芳,王杨. 电力系统保护与控制. 2019(18)
[5]A fault locating method for multi-branch hybrid transmission lines in wind farm based on redundancy parameter estimation[J]. Ke ZHANG,Yongli ZHU,Xuechun LIU. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019(05)
[6]适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型[J]. 徐岩,申南轩,朱晓荣,韩丹慧. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[7]海上风电场故障特性及保护配合的研究[J]. 卢智雪,刘天琪,丁媛媛. 电力系统保护与控制. 2018(10)
[8]基于序网等值电路的双馈风电机组接入系统短路电流计算方法[J]. 张金华,张保会,陈琳浩,郝治国. 电力自动化设备. 2018(01)
[9]直驱风电场集电线保护研究[J]. 王小波,宋国兵,常仲学,马志宾. 西安交通大学学报. 2017(01)
[10]适应低电压穿越的双馈风机保护与集电线保护协调研究[J]. 李强,刘红丽,石小帅,王剑波,苏赞. 电力学报. 2015(04)
硕士论文
[1]多风电场分布式接入配电网对继电保护的影响及解决方案[D]. 崔天哲.沈阳农业大学 2018
[2]适用于风电场规模化接入的电网故障计算方法及应用研究[D]. 陈鹏.华中科技大学 2016
[3]直驱永磁同步风力发电系统短路故障特征研究[D]. 杨昕亮.兰州理工大学 2014
[4]风电场故障仿真分析及继电保护研究[D]. 袁超雄.华中科技大学 2014
[5]大风电场内部故障特性的研究[D]. 孙名妤.中国石油大学(华东) 2014
[6]双馈风电机组保护与系统保护协调研究[D]. 李强.新疆大学 2013
本文编号：3595718
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(16)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
典型风电场一次系统图
成和祥基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究-95-流过短路故障线路短路点的短路电流为(3)(3)1d1kL1d1XIIXX(5)图2集电线路三相短路等值序网Fig.2Three-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit1.3集电线路两相短路电流计算当短路类型为两相短路时因为风机的负序阻抗与正序阻抗不同，所以不能像常规电源短路电流计算时用三相短路电流的32倍来代替。需要将风机等值参数电路代入复合序网来计算短路电流，两相故障对应的故障边界条件为正、负序网络在故障点处并联，当集电线路1发生两相故障时复合序网如图3所示。图3集电线路两相短路等值序网Fig.3Two-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit图3中2X表示非故障风机集群的负序阻抗，可将Xg=Xf2代入式(3)后再参照式(4)计算得出，则系统电源提供的短路电流为3(2)k1ST1ST11L1dST1110010337()2+IXXXXXXXXXX(6)流过故障点的短路电流为ST11(2)(2)ST11d1kST111ST11()+()+XXXXXXIIXXXXXXX(7)需要注意的是转差率在0.3~0.3之间变化时，式(1)中负序阻抗Zf2的值始终为正，表明故障后风机吸收负序有功功率，而正序阻抗f1Z的值与转差率的正负有关，当转差率s0时f1Z值为负，此时风机输出正序有功功率。2集电线路相间保护整定方法参照GB50169-2015《风力发电厂设计规范》[24]中对风电场保护配置的要求，本文选择目前在风电场中应用最广泛的中性点经电阻接地系统，采用两段式电流保护和零序保护的配置
5-流过短路故障线路短路点的短路电流为(3)(3)1d1kL1d1XIIXX(5)图2集电线路三相短路等值序网Fig.2Three-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit1.3集电线路两相短路电流计算当短路类型为两相短路时因为风机的负序阻抗与正序阻抗不同，所以不能像常规电源短路电流计算时用三相短路电流的32倍来代替。需要将风机等值参数电路代入复合序网来计算短路电流，两相故障对应的故障边界条件为正、负序网络在故障点处并联，当集电线路1发生两相故障时复合序网如图3所示。图3集电线路两相短路等值序网Fig.3Two-phaseshortcircuitequivalentsequencenetworkofcollectorcircuit图3中2X表示非故障风机集群的负序阻抗，可将Xg=Xf2代入式(3)后再参照式(4)计算得出，则系统电源提供的短路电流为3(2)k1ST1ST11L1dST1110010337()2+IXXXXXXXXXX(6)流过故障点的短路电流为ST11(2)(2)ST11d1kST111ST11()+()+XXXXXXIIXXXXXXX(7)需要注意的是转差率在0.3~0.3之间变化时，式(1)中负序阻抗Zf2的值始终为正，表明故障后风机吸收负序有功功率，而正序阻抗f1Z的值与转差率的正负有关，当转差率s0时f1Z值为负，此时风机输出正序有功功率。2集电线路相间保护整定方法参照GB50169-2015《风力发电厂设计规范》[24]中对风电场保护配置的要求，本文选择目前在风电场中应用最广泛的中性点经电阻接地系统，采用两段式电流保护和零序保护的配置方案来讨论整定方法。2.1整定原则综合考虑风电场汇集线作为末端线?
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑风电机组馈入电流的风电场汇集线路保护整定计算方法[J]. 龚永智,陶晔,许传敏,罗正娅,徐岩. 电力系统保护与控制. 2020(11)
[2]风电场集中接入对集电线电流保护的影响研究[J]. 张军六,张兴忠. 可再生能源. 2020(05)
[3]含大规模风电并网电力系统的关键线路综合辨识[J]. 陶鸿飞,谢栋,赵福林,郭创新,杨才明,沈勇. 电力系统保护与控制. 2020(06)
[4]双馈风机三相短路电流特性分析[J]. 范小红,孙士云,孙德娟,海世芳,王杨. 电力系统保护与控制. 2019(18)
[5]A fault locating method for multi-branch hybrid transmission lines in wind farm based on redundancy parameter estimation[J]. Ke ZHANG,Yongli ZHU,Xuechun LIU. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019(05)
[6]适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型[J]. 徐岩,申南轩,朱晓荣,韩丹慧. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[7]海上风电场故障特性及保护配合的研究[J]. 卢智雪,刘天琪,丁媛媛. 电力系统保护与控制. 2018(10)
[8]基于序网等值电路的双馈风电机组接入系统短路电流计算方法[J]. 张金华,张保会,陈琳浩,郝治国. 电力自动化设备. 2018(01)
[9]直驱风电场集电线保护研究[J]. 王小波,宋国兵,常仲学,马志宾. 西安交通大学学报. 2017(01)
[10]适应低电压穿越的双馈风机保护与集电线保护协调研究[J]. 李强,刘红丽,石小帅,王剑波,苏赞. 电力学报. 2015(04)
硕士论文
[1]多风电场分布式接入配电网对继电保护的影响及解决方案[D]. 崔天哲.沈阳农业大学 2018
[2]适用于风电场规模化接入的电网故障计算方法及应用研究[D]. 陈鹏.华中科技大学 2016
[3]直驱永磁同步风力发电系统短路故障特征研究[D]. 杨昕亮.兰州理工大学 2014
[4]风电场故障仿真分析及继电保护研究[D]. 袁超雄.华中科技大学 2014
[5]大风电场内部故障特性的研究[D]. 孙名妤.中国石油大学(华东) 2014
[6]双馈风电机组保护与系统保护协调研究[D]. 李强.新疆大学 2013
本文编号：3595718
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