[发明专利]双馈风电场的单相接地故障判定方法及其重合闸方法

权利要求书

1.一种双馈风电场的单相接地故障判定方法，包括如下步骤：

S1.发生单相接地故障后，构建双馈风电场的有功功率频谱特征向量和无功功率频谱特征向量，从而得到单相接地故障频谱特征矩阵；具体为采用如下步骤构建特征向量：

A.对故障后的前若干个周波的有功功率曲线进行变换，从而得到对应的有功频谱；

B.根据步骤A得到的有功频谱，采用如下算式构成有功功率频谱特征向量E^P：

式中E^P为有功功率频谱特征向量，为步骤A中得到的有功频谱的直流分量频谱值；为步骤A中得到的有功频谱的基频分量频谱值；为步骤A中得到的有功频谱的次转子低频分量的方均根值，且其频率范围为0.1f_s～0.6f_s；为为步骤A中得到的有功频谱的转子低频分量的方均根值，且其频率范围为0.7f_s～f_s；为步骤A中得到的有功频谱的转子高频分量的方均根值，且其频率范围为f_s～1.3f_s；为步骤A中得到的有功频谱的超转子高频分量的方均根值，且其频率范围为1.4f_s～3f_s；

C.将有功数据替换为无功数据，并重复步骤A～B，从而得到无功功率频谱特征向量

D.得到最终的单相接地故障频谱特征矩阵

S2.根据步骤S1构造的特征向量，计算风电场出线功率频谱特征矩阵相似度；具体为采用如下步骤计算相似度：

a.建立瞬时性接地故障功率频谱特征标准矩阵E_if与永久性接地故障功率频谱特征标准矩阵E_pf；

b.采用如下算式计算风电场出线功率频谱特征矩阵相似度：

式中S_i为实际故障与瞬时性单相接地故障之间的相似度；S_p为实际故障与永久性单相接地故障之间的相似度；E(k,l)为步骤S1得到的单相接地故障频谱特征矩阵的第k行第l列的值；E_if(k,l)为瞬时性接地故障功率频谱特征标准矩阵E_if的第k行第l列的值；E_pf(k,l)为永久性接地故障功率频谱特征标准矩阵E_pf的第k行第l列的值；

S3.根据步骤S2计算得到的风电场出线功率频谱特征矩阵相似度，对双馈风电场的故障进行判定。

2.根据权利要求1所述的双馈风电场的单相接地故障判定方法，其特征在于步骤S3所述的根据步骤S2计算得到的风电场出线功率频谱特征矩阵相似度，对双馈风电场的故障进行判定，具体为采用如下规则进行故障判定：

若S_i＞k_setmax且S_p＜k_setmin，则判定发生了瞬时性接地故障；

若S_p＞k_setmax且S_i＜k_setmin，则判定发生了永久性接地故障；

否则，则判定为断路器偷跳或人为操作跳闸；

其中，S_i为实际故障与瞬时性单相接地故障之间的相似度；S_p为实际故障与永久性单相接地故障之间的相似度；k_setmax和k_setmin为设定的阈值。

3.一种包括了权利要求1或2所述的双馈风电场的单相接地故障判定方法的重合闸方法，还包括如下步骤：

S4.根据步骤S3得到的双馈风电场的故障进行判定，制定如下重合闸策略：

若判定为瞬时性接地故障，则延时0.6s后重合故障相；

若判定为永久性接地故障，则在当地线路单相重合闸整定动作时间t_set前闭锁重合闸；

若判定为断路器偷跳，则延时0.1s后重合故障相；

若判定为人为操作跳闸，则闭锁重合闸。