與lvrt配合的風電場饋線電流保護方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風電場饋線電流保護方法，包括：對過流I段保護采用瞬時速斷保護，作為線路輔助保護，動作時間取為0~0.2s，過流I段的動作電流整定值IIset按照饋線線路末端的最大運行方式下三相短路電流Ik.B.max設定，引入可靠系數(shù)Krel.1，則令IIset=Krel.1·Ik.B.max；將過流II段保護設置為限時電流速斷保護，作為線路主保護，其動作時間設置為0.625~0.8s，過流II段的動作電流整定值IIIset按照饋線末端最小運行方式下兩相短路電流Ik.B.min進行設定，采用靈敏系數(shù)Ksen，令IIIset=Ik.B.min/Ksen；以及將過流III段保護設置為過負荷保護，并作為風電機組故障的后備保護，過流III段的動作電流整定值IIIIset的動作時間根據(jù)風電機組的后備保護設定，動作整定值為IIIIset=Krel.3·Iloadmax，其中Krel.3為可靠系數(shù)，Iloadmax為饋線最大負荷電流。
【專利說明】
與LVRT配合的風電場饋線電流保護方法
技術領域
[000?]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)新能源發(fā)電領域，尤其設計一種與低電壓穿越(Low voltageride throUgh，LVRT)配合的新型風電場饋線電流保護配置方案，適用于匯集系統(tǒng)采取干線式結構的風電場。
【背景技術】
[0002]全球風電技術飛速發(fā)展，中國已成為風電大國。我國風資源主要分布在“三北”地區(qū)，這些地區(qū)擁有眾多大型風電基地。大型風電基地具有典型的風電場集中接入架構，35kV集電系統(tǒng)采用多條饋線，每條饋線接入10臺以上風電機組。
[0003]風電場的典型架構下，35kV集電系統(tǒng)由于其線路距離長、回路多等特點，成為風電場繼電保護的重點。饋線電流保護是集電線路保護的主要內容，但是饋線電流保護的配置和整定并沒有相應的國家標準和行業(yè)標準。
[0004]然而，在饋線電流保護現(xiàn)行方案中，多以迅速切除作為首要原則，靈敏性較高而選擇性不足，忽略了風電場與配電網的差異，更未考慮風電場和風電機組的低電壓穿越特性。

【發(fā)明內容】

[0005]綜上所述，確有必要提供一種能夠克服以上問題的風電場饋線電流保護方法。
[0006]—種風電場饋線電流保護方法，包括:對過流I段保護采用瞬時速斷保護，作為線路輔助保護，動作時間取為O?0.2s，過流I段的動作電流整定值I1se3t按照饋線線路末端的最大運行方式下二相短路電流Ik.B.max設定，引入可靠系數(shù)Kre1.1，則令11Set=Kre1.1.Ik.B.max;將過流II段保護設置為限時電流速斷保護，作為線路主保護，其動作時間設置為0.625?0.Ss，過流II段的動作電流整定值I11se3t按照饋線末端最小運行方式下兩相短路電流11^._進行設定，采用靈敏系數(shù)1?，令Inse3t=Ik.B.min/K.;以及將過流III段保護設置為過負荷保護，并作為風電機組故障的后備保護，過流III段的動作電流整定值I111-的動作時間根據(jù)風電機組的后備保護設定，動作整定值為I111Set=Kre1.3.Iloadmax，其中Kre1.3為可靠系數(shù)，Iloadmax為饋線最大負荷電流。
[0007]考慮與低電壓穿越配合，校驗I1Set^ iLVRTmax，其中ILVRTmax為故障后饋線進入低電壓穿越狀態(tài)保持不脫網運行時的最大短路電流。
[0008]可靠系數(shù)Krel.1取值范圍為1.1-1.5。
[0009]考慮與風電機組保護的配合，校驗I1set彡Kre1.2.Iwtt.max，引入可靠系數(shù)Kre1.2，Kre1.2的取值范圍為1.1?1.5，其中Iwtt.max代表某一風機故障時最大的短路電流。
[0010]靈敏系數(shù)滿足Ksen彡1.2。
[0011]考慮與LVRT的配合，校驗I1DlLVRTmax，其中ILVRTmax為故障后饋線進入低電壓穿越狀態(tài)保持不脫網運行時的最大短路電流。
[0012]動作電流整定值Imse3t的動作時間的取值范圍為I?2s。
[0013]可靠系數(shù)Krel.3取值范圍為1.1?1.5。
[0014]當饋線長度過長時，出現(xiàn)Inset〈ILVRT磁的情形，此時取Inset=ILVRTmax，由過流III段保護線路全長。
[0015]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的風電場饋線電流保護方法，根據(jù)采用低電壓穿越策略的風電場饋線穩(wěn)態(tài)短路電流特性，考慮低電壓穿越與饋線電流保護的配合和協(xié)調，對現(xiàn)有饋線電流保護方案進行調整，通過將風電場饋線電流保護配置為三段保護，以達到饋線電流保護兼顧靈敏性和快速性的同時提高其選擇性和可靠性。本發(fā)明所提出的饋線電流保護改進方案易于操作、具有普適性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明提供風電場饋線電流保護線路的結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明提供的風電場饋線電流保護方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面根據(jù)說明書附圖并結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案進一步詳細表述。
[0019]請一并參閱圖1及圖2，圖1中PCC點為風電場的公共連接點，AB段為饋線，六點(Ia)為饋線首端第一臺風電機組接入點，B點(Ib)為饋線末端最后一臺風電機組接入點，BC段為饋線末端的延長線。Ikf為饋線短路電流，I為故障點距離PCC點的距離，ILVRTmax為故障后饋線進入LVRT狀態(tài)保持不脫網運彳丁時的最大短路電流，11oadmax為饋線最大負荷電流。曲線“ I wtt”為饋線上不同風電機組故障時的饋線短路電流Ikf。由于饋線上風電機組分布數(shù)量有限，所以曲線上大多數(shù)點都不存在，是一條虛線。曲線“I”、“2”分別為最大和最小運行方式下饋線斷流電流Ikf隨距離I變化的曲線。Iwtt.max代表某一風機故障時最大的短路電流。I1setU11se^ Imset為過流I段保護、過流II段保護、過流III段保護的整定值，I1setU11se^Imset 滿足 I1setMnsetMmse^
[0020]具體地的，本發(fā)明提供的風電場饋線電流保護方法包括如下方式:
S10，對過流I段保護采用瞬時速斷保護，作為線路輔助保護，動作時間可以取為O?0.2s;
具體的，動作電流整定值I1set可按照饋線線路末端B點最大運行方式下三相短路電流Ik.B.max整定，還可以引入可靠系數(shù)Krel.1，Krel.1取值范圍為1.1_1.Sjl^I1set=KrH.ik』..。另夕卜，考慮與LVirr配合，校驗I1set彡iLVRTmax，以保證I1set大于故障后饋線進入LVRT狀態(tài)保持不脫網運行時的最大短路電流ILVRTmax?？紤]與風電機組保護的配合，還需校驗I1set多Krel.2.Iwtt.max，其中Kre1.2為引入的可靠系數(shù)，Kre1.2的取值范圍為1.1?1.5，以保證I 大于某一風機故障時最大的短路電流。當電流大于I1set時，則采取瞬時速斷保護措施?？梢岳斫猓凑站€路末端B點最大運行方式僅僅為一具體的實施例，也可以根據(jù)實際需要進行選擇合適的點。另外，所述的動作時間的選取范圍也僅僅為具體的實施例，也可以根據(jù)實際電路狀況選擇其他數(shù)值。
[0021]S20，將過流II段保護設置為限時電流速斷保護，作為線路主保護，其動作時間可設置為0.625?0.8s;
動作電流整定值I11set按照饋線末端B點最小運行方式下兩相短路電流Ik.B.min進行整定，且采用靈敏系數(shù)Ksen彡1.2，則令I11set=Ik.B.min/Ksen?？紤]與LVRT的配合，校驗I11set彡ILVRTmax。當電流大于Ins』寸，則采取限時電流速斷保護措施?？梢岳斫?，上述動作時間、靈敏系數(shù)的選取僅僅為更好的保護線路所采用的具體的實施例，也可以根據(jù)實際需要進行選擇。
[0022]S30，將過流III段保護設置為過負荷保護，并作為風電機組故障的后備保護，動作電流整定值Imset的動作時間可參考風電機組的后備保護設定，本實施例中取為I?2s，其動作整定值為I111Set=Kre1.3.11。3(^￡?，其中可靠系數(shù)1(1^1.3取值范圍為1.1~1.5。
[0023]在SlO及S20中，所述過流I段和II段保護的整定值動作電流整定值I1set及I11set需校驗是否大于等于lLVRTmax:即當饋線長度過長時，出現(xiàn)InS(3t〈ILVRTmax的情形，此時取I11set=ILVRTmax,由過流III段保護線路全長。
[0024]本發(fā)明提供的風電場饋線電流保護方法，根據(jù)采用低電壓穿越策略的風電場饋線穩(wěn)態(tài)短路電流特性，考慮低電壓穿越與饋線電流保護的配合和協(xié)調，對現(xiàn)有饋線電流保護方案進行調整，以達到饋線電流保護兼顧靈敏性和快速性的同時提高其選擇性和可靠性。通過將風電場饋線電流保護配置為三段保護，過流I段保護采用瞬時速斷保護，過流II段保護采用限時電流速斷保護，過流III段保護采用過負荷保護，采用一次式自動重合閘，并進行整定值與ILVRTmax的校驗。本發(fā)明所提出的饋線電流保護改進方案易于操作、具有普適性，不限于低電壓穿越策略是否采用撬棒保護，也不限于具體的風電場風機的類型和饋線上風電機組的數(shù)量。
[0025]另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內作其它變化，當然這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內。
【主權項】
1.一種風電場饋線電流保護方法，包括: 對過流I段保護采用瞬時速斷保護，作為線路輔助保護，動作時間取為0~0.2s，過流I段的動作電流整定值I1set按照饋線線路末端的最大運行方式下三相短路電流Ik.B.max設定，弓丨入可罪系數(shù)^Krel.1，則令I Set=Krel.1.Ik.B.max; 將過流II段保護設置為限時電流速斷保護，作為線路主保護，其動作時間設置為0.625?0.8s，過流II段的動作電流整定值I11se3t按照饋線末端最小運行方式下兩相短路電流Ik.B.min進燈設走，米用靈敏系數(shù)Ksen，令I set=Ik.B.min/Ksen ；以及 將過流III段保護設置為過負荷保護，并作為風電機組故障的后備保護，過流III段的動作電流整定值Imset的動作時間根據(jù)風電機組的后備保護設定，動作整定值為Imse3t=Krel.3.Iloadmax，其中!(!^^為可靠系數(shù)“^—^為饋線最大負荷電流。2.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，考慮與低電壓穿越配合，校驗I1set多ILVRTmax，其中ILVRTmax為故障后饋線進入低電壓穿越狀態(tài)保持不脫網運行時的最大短路電流。3.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，可靠系數(shù)!(^工取值范圍為1.1-1.504.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，考慮與風電機組保護的配合，校驗I1Set彡Krel.2.Iwtt.Μ，引入可靠系數(shù)Krel.2，Krel.2的取值范圍為1.1?1.5，其中Iwtt.max代表某一風機故障時最大的短路電流。5.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，靈敏系數(shù)滿足Kse3n^1.2。6.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，考慮與LVRT的配合，校驗I1U多ILVRTmax，其中Ilvrt.為故障后饋線進入低電壓穿越狀態(tài)保持不脫網運行時的最大短路電流。7.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，動作電流整定值Imse3t的動作時間的取值范圍為I?2s。8.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，可靠系數(shù)K^3取值范圍為1.1~1.509.如權利要求1所述的風電場饋線電流保護方法，其特征在于，當饋線長度過長時，出現(xiàn)Insert〈lLVRT.的情形，此時取Insert=lLVRT.，由過流III段保護線路全長。
【文檔編號】H02H7/26GK105914717SQ201610225630
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】孫建龍, 喬穎, 謝珍建, 蔡暉, 武晗
【申請人】國網江蘇省電力公司經濟技術研究院, 清華大學, 國家電網公司