[发明专利]规模风电接入对纵联方向保护影响的分析方法

权利要求书

1.大规模风电接入交直流混联系统对纵联方向保护影响的仿真验证分析方法，其特征在于，主要包括：

a、对故障分量方向元件进行分析；

b、基于故障分量方向的分析结果，建立基于故障分量方向的元件分类；

c、根据基于故障分类方向的元件分类，进行系统故障相位误差分析；

d、根据系统故障相位误差分析结果，进行故障分量方向元件的适用条件分析；

e、基于故障分量方向元件的适用条件分析结果，建立仿真模型，进行仿真验证；

所述步骤a，具体包括：当故障分量方向元件中正序方向元件在正方向发生故障时，有在反方向发生故障时，有

Z_M1，2，0、Z_N1，2，0分别为线路M侧和N侧的系统阻抗，Z_L1，2，0为线路内部全长的阻抗值，下标1、2、0分别对应于正、负、零序。

2.根据权利要求1所述的大规模风电接入交直流混联系统对纵联方向保护影响的仿真验证分析方法，其特征在于，所述步骤b，具体包括：

基于故障分量的方向元件可分类如下，其中下标g表示故障分量，下标1,2,0分别表示正序、负序、零序分量，表示正序故障分量：

(1)正序故障分量方向元件：

(2)负序方向元件：

(3)零序方向元件：

(4)突变量相方向元件：φ＝A，B，C

(5)突变量相差方向元件：φφ＝AB，BC，CA

将上述5类方向元件分别以方向元件(1)到方向元件(5)表示，其中前3种为基于序分量的故障分量方向元件，后2种为基于相量故障分量的方向元件。

3.根据权利要求2所述的大规模风电接入交直流混联系统对纵联方向保护影响的仿真验证分析方法，其特征在于，所述步骤c，具体包括：

对步骤b中五种方向元件的相位误差进行分析，采用对称分量法，由对称分量法得到：

公式(1)中，S代表或下标g代表故障分量或变化量，1、2、0表示正序、负序、零序。

4.根据权利要求3所述的大规模风电接入交直流混联系统对纵联方向保护影响的仿真验证分析方法，其特征在于，所述对步骤b中五种方向元件的相位误差进行分析的操作，具体包括：

(1)当Z₁＝Z₂时方向元件的相位特性

由于交流系统中，可假定正序和负序阻抗相等，因此在正方向故障时有：

将公式(2)代入方向元件的表达式并用对称分量表式，可得公式(3)：

在反方向故障时有：

将公式(4)代入方向元件的表达式并用对称分量表式，可得公式(5)：

由公式(5)得到，当Z₁＝Z₂时，五种方案有相同的相位特性，都能明确区分正、反方向故障；而实际的交直流混联系统中，由于存在逆变器换相失败的原因，使得故障后正序和负序阻抗常常不等，因此有必要考虑Z₁≠Z₂的情况；

(2)当Z₁≠Z₂时方向元件的相位特性

当电力系统中存在Z₁≠Z₂的情况，如发电机的暂态和次暂态的正、负序阻抗不等，换位不完全的线路，交直流混联系统中逆变器故障都会使电力系统中出现正、负序不等的情况；

假定在正方向发生故障，并且Z₂＝Z₁+ΔZ₁于是有：

将公式(6)代入方向元件(4)的表达式并用对称分量表达，得到公式(7)：

代入方向元件(5)的表达式并用对称分量表达，得到公式(8)：

在Z₁≠Z₂的条件下，五种方案的相位误差不仅与ΔZ₁的幅值和辐角有关，而且还与故障类型有关。