[发明专利]一种双馈风电机组风电场送出线路跳闸判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双馈风电机组风电场送出线路跳闸判断方法。

背景技术

近年来，风力发电在国内得到大力发展，在西北、华北和东北地区，已经形成了数个大规模风电集中接入的风电基地。这些风电基地电网容量较小，结构比较薄弱，且由于风电机组自身的特性复杂，系统的安全稳定问题突出，不能满足“电力系统安全稳定导则”的相关标准要求。特别的，在系统发生扰动时，风电机组自身的保护系统往往会导致大规模风电机组脱网，此时如果不能及时识别并采取有效的安全稳定控制措施，容易导致电网崩溃。因此，双馈风电机组风电场送出线路的跳闸判据非常必要。

随着作为电网第二道防线的区域安全稳定控制的大力发展，对于输电线路跳闸过程中电气量的变化过程得以充分掌握，如图1所示，9.1s时刻风电场送出线路发生了无故障跳闸。相应的跳闸判据已经比较成熟，基于本地电气量的跳闸判据也有较多的研究，目前针对线路跳闸的判据为：1、突变量启动；2、事故前功率|P_|>Ps1(定值)；3、事故过程中电流变化率|ΔI|>ΔIs(定值)；4、事故后功率|Pt|≤Ps2(定值)；5、有跳闸信号(选用)；6、事故后有两相电流有效值I≤Is1(定值)；装置启动后且同时满足以上条件Ts1(定值)延时后，即判为线路跳闸。

然而，由于双馈风电机组的Crowbar保护动作影响，这样的跳闸判据在应用于双馈风电机组风电场送出线路时存在误判的可能。理论分析与现场实际运行情况均证明，当风电场风电机组Crowbar保护动作时，Crowbar保护电路将短接发电机的转子绕组，而机组定子仍与电网连接，此时双馈风电机组按鼠笼异步方式运行，风电场与电网的交换功率与Crowbar保护动作前机组的转差率有关。当双馈风电机组运行于额定风速时Crowbar保护动作，则动作后风电场送出线路有功功率和无功功率均为0，既不向电网输送功率，也不从电网吸收功率。相应的送出线路扰动后电流较小，上述线路跳闸判据的各个条件均得以满足，导致稳控装置可能误判为线路跳闸并采取控制措施。电气量特征如图2所示，其中9.2-9.36s时间段是扰动恢复但机组Crowbar保护仍然动作未恢复过程。

现场运行情况表明，由于接线过于复杂或者不符合相关运行管理规定，安全稳定控制系统对于风电场送出线路的跳闸判断往往无法接入保护动作信号以及位置信号，只能通过电气量来进行送出线路的跳闸判断。

发明内容

本发明的目的是提供一种双馈风电机组风电场送出线路跳闸判断方法，能够不利用接点信号，仅依靠本地电气量判断双馈风电机组风电场送出线路跳闸，无论何种运行方式下何种原因引起的线路跳闸，均能准确识别；在风电场风电机组Crowbar保护动作时，送出线路的跳闸判据可靠不误动；在系统受到其它扰动后，送出线路的跳闸判据可靠不误动。

一种双馈风电机组风电场送出线路跳闸判断方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)首先检测风电场送出线路的电流和有功功率，判断是否满足电流变化量启动或者有功功率变化量启动条件，若满足条件，则判断风电场送出线路受到扰动，进入步骤(2)判断，并记录启动时刻，保存启动前风电场送出线路的电压、电流和有功功率这几项机组运行状态信息；否则判断风电场送出线路没有受到扰动，不再继续判断；

(2)判断启动前有功功率是否大于设定值PS1；

(3)判断扰动过程中电流有效值是否出现急速下降过程，即每周波电流有效值下降量达到或超过设定值ΔIs；

(4)判断扰动过程中电压是否出现上升过程并达到或超过设定值Uups；

(5)判断扰动后有功功率绝对值是否小于等于设定值PS2；

(6)判断扰动后电流有效值是否较低，即至少有两相电流有效值小于等于设定值IS2；

(7)启动后，若同时满足步骤(2)至步骤(6)的条件，则延时Ts1后判断为风电场送出线路跳闸，否则认为送出线路未出现跳闸。

步骤(1)中有功功率变化量是否启动的判断方法为：实时检测当前风电场送出线路的有功功率P_t与200ms前有功功率P_t－200ms的差值，若该差值的绝对值连续3-6次大于设定值ΔPS，则启动风电场送出线路跳闸判断；

所述步骤(1)中电流变化量是否启动的判断方法为：实时检测当前任意一相电流瞬时值i_t与20ms前电流i_t－20ms的差值，若该差值的绝对值连续3-6次大于设定值ΔIs，则启动风电场送出线路跳闸判断。