[发明专利]基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护方法及系统，方法包括：在启动元件动作后，基于纵联保护装置分别提取光伏发电并网联络线两侧的三相电压采样值和电流采样值，通过快速傅里叶算法分别提取三相电压工频相量和三相电流工频相量，并按相计算差动电压相量和差动电流相量；基于差动电压相量和差动电流相量，计算并网联络线中的三相综合阻抗，并分别取其虚部绝对值；将三相综合阻抗的虚部绝对值分别与保护整定门槛值作比较；基于比较结果执行相对应的保护动作。实现了能够在不受光伏逆变控制策略影响下，进行判别区内外故障，具有较强的抗过渡电阻能力，可靠性和灵敏性高。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护方法及系统。

背景技术

随着可再生能源的发展以及推行可持续的能源发展战略，光伏以其独特的优势成为当前新能源发展的热点，与此同时，光伏系统的接入也给当前电网保护带来了诸多影响。光伏电源出力的随机波动性以及并网逆变过程中控制结构和控制策略的影响，使得光伏系统故障特性较为复杂，基于传统同步机系统的故障特性分析而形成的继电保护原理可能无法适应光伏电源接入后系统故障特性的变化，会造成保护性能下降，甚至误动或拒动。

亟需研究可行的保护新方案，以保障电网的安全稳定运行，进一步推动光伏产业的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护方法及系统，解决了现有线路纵联电流差动保护在光伏并网联络线可能出现灵敏度下降甚至拒动的问题。

第一方面，本发明提供一种基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护方法，包括：步骤1，在启动元件动作后，基于纵联保护装置分别提取光伏发电并网联络线两侧的三相电压采样值和电流采样值，通过快速傅里叶算法分别提取三相电压工频相量和三相电流工频相量，并按相计算差动电压相量和差动电流相量；步骤2，基于所述差动电压相量和所述差动电流相量，计算并网联络线中的三相综合阻抗、、，并分别取其虚部绝对值、、； 步骤3，将所述三相综合阻抗的虚部绝对值、、分别与保护整定门槛值作比较，其中，所述保护整定门槛值，式中，，为线路各相的等值容抗，为并网联络线单位长度电容值，为并网联络线长度，为工频角频率；步骤4，基于比较结果执行相对应的保护动作，其中，具体为：若并网联络线中的某一相综合阻抗的虚部绝对值小于，则判定为光伏发电并网联络线区内单相故障，保护动作跳故障相；若并网联络线中的某两相综合阻抗或三相综合阻抗的虚部绝对值小于，则判定为光伏发电并网联络线区内两相故障或三相故障，保护动作跳三相；若并网联络线中的三相综合阻抗的虚部绝对值均大于，则判定为光伏发电并网联络线未发生故障，保护不动作。

第二方面，本发明提供一种基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护系统，包括：第一计算模块，配置为在启动元件动作后，基于纵联保护装置分别提取光伏发电并网联络线两侧的三相电压采样值和电流采样值，通过快速傅里叶算法分别提取三相电压工频相量和三相电流工频相量，并按相计算差动电压相量和差动电流相量；第二计算模块，配置为基于所述差动电压相量和所述差动电流相量，计算并网联络线中的三相综合阻抗、、，并分别取其虚部绝对值、、；

判断模块，配置为将所述三相综合阻抗的虚部绝对值、、分别与保护整定门槛值作比较，其中，所述保护整定门槛值，式中，，为线路各相的等值容抗，为并网联络线单位长度电容值，为并网联络线长度，为工频角频率；执行模块，配置为基于比较结果执行相对应的保护动作，其中，具体为：若并网联络线中的某一相综合阻抗的虚部绝对值小于，则判定为光伏发电并网联络线区内单相故障，保护动作跳故障相；若并网联络线中的某两相综合阻抗或三相综合阻抗的虚部绝对值小于，则判定为光伏发电并网联络线区内两相故障或三相故障，保护动作跳三相；若并网联络线中的三相综合阻抗的虚部绝对值均大于，则判定为光伏发电并网联络线未发生故障，保护不动作。