[发明专利]一种基于能量平衡原理的风电场联络线纵联保护方法

说明书

本发明公开一种基于能量平衡原理的风电场联络线纵联保护方法，包括：步骤一：在风电场联络线两端，对交流线路的端点处的交流电流、交流电压以预定采样速率进行同步采样，并将所采集的交流电压和交流电流转换为数字量；步骤二：对步骤一转换后的电气量进行处理，计算能量差δ；步骤三：筛选出最大能量差，之后与整定值进行比较，从而判断区内区外故障。本发明利用能量平衡方程构建保护原理，克服了传统风电场联络线上电流差动保护中的分布电容电流计算复杂，高过渡电阻不灵敏的缺点，在各种工况下该原理都能够快速、灵敏、可靠地区分区内故障和区外故障，保证了供电的可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统保护领域；特别涉及一种风电场联络线的纵联保护方法。

背景技术

风电场交流联络线路一般较长，故障率高，灵敏可靠的继电保护对保证整个系统的安全运行有重要的意义。然而，目前风电场交流联络线继电保护存在着对地电容电流难以精确补偿、高阻接地故障检测的灵敏度不高等问题，风电场交流联络线保护的可靠性受到挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于能量平衡原理的风电场联络线纵联保护方法，以克服风电场联络线中现行电流差动保护存在分布电容补偿电流计算困难，高过渡电阻下保护不灵敏的弊端；本发明方法无需计算分布电容补偿电流、可灵敏判别高阻接地故障。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于能量平衡原理的风电场联络线纵联保护方法，包括：

步骤一：在风电场联络线两端，对交流线路的端点处的交流电流、交流电压以预定采样速率进行同步采样，并将所采集的交流电压和交流电流转换为数字量；

步骤二：对步骤一转换后的电气量进行处理，计算能量差δ；

步骤三：筛选出最大能量差，之后与整定值进行比较，从而判断区内区外故障。

进一步的，δ＝|E_M-E_N-ΔE_L-E_R|；

E_M和E_N为一个时间窗t_w内线路M、N两端流过的能量，ΔE_L为t_w内线路储存能量的变化量，E_R为沿线分布电阻上的能量损耗。

进一步的，线路能量ΔE_L的计算方法：

整条线路能量为：

E_L＝∫E_ldx＝∫(E_Ll+E_Cl)dx (13)

E_Ll为单位长度线路电感上储存的能量；E_Cl为单位长度线路电容上储存的能量；

L_s表示线路单位长度的自感，L_m表示线路单位长度的互感，i_a、i_b、i_c分别表示流过A、B、C相的电流。

进一步的，电阻损耗E_R为：

其中，t_w为时间窗窗长，R_s表示线路单位长度的自阻，R_m表示线路单位长度的互阻。

进一步的，能量差δ由下式(15)求出：