[发明专利]一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法

权利要求书

1.一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：根据电网常规对称短路故障与不对称短路故障，在两种短路故障下分别对带撬棒保护的单台双馈式风电机组进行短路电流表达式解析；

S2：得到单台双馈式风电机组两种故障下的短路电流解析式后，进一步解析获取风电场汇集线路在两种故障下的短路电流；

S3：根据汇集线路的短路电流对风电场汇集线路进行保护配置与整定。

2.如权利要求1所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，所述短路电流表达式解析过程包括三个阶段：第一个阶段下，电网发生故障，电压已经跌落但撬棒保护还未动作，这个阶段持续2-10ms；第二个阶段下，经过短暂延时后，电流或电压已经达到阀值，撬棒保护动作同时转子侧变频器闭锁，双馈式风电机组作异步运行；第三个阶段下，若故障电流衰减至小于阀值，撬棒保护退出运行，双馈式风电机组根据变流器控制目标提供稳定的故障电流。

3.如权利要求1或2所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，对于对称短路故障，利用dq轴同步旋转坐标系分别解析出三个阶段的定子短路电流与转子短路电流，最终整合得到对称故障下的定子短路电流解析式：对称故障下的转子短路电流解析式：式中：L_s表示发电机定子绕组的等效自感；L_m表示发电机定转子绕组间的等效互感；γ表示机端电压跌落系数；ω₁表示电网角频率；Q_s＝1.5γ(0.9-γ)表示故障期间双馈风力发电机组向电网提供的无功功率标幺值；P_s表示故障期间发电机向电网提供的有功功率，主要与风速大小有关。

4.如权利要求3所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，对于不对称短路故障，将定转子电压、电流和磁链的空间矢量分解为正、反向旋转的同步旋转坐标系中对应的正、负序矢量的方式分别解析出三个阶段的定子与转子的短路电流，最终整合得到不对称故障下的定子正负序故障电流幅值为：不对称故障下的转子正负序故障电流幅值为

5.如权利要求1或4所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，获取两种故障下的短路电流过程包括：根据实际风电场拓扑结构图，找出各台机组所处位置对机端电压跌落程度的影响，进一步仿真得到不同位置下各台机组的短路电流曲线与汇集线路的短路电流曲线，获得汇集线路短路电流与单台机组短路电流之间的联系；

所述风电场汇集线路保护配置与整定方法包括：按照实际风电场汇集线路，对实际风电场短路电流情况进行分析，得出风电场汇集线路的最大短路电流；对汇集线路配置I段电流速断保护，其I段电流速断保护有三种整定方式：整定方式A躲过首个箱变低压侧短路最大短路电流；整定方式B对汇集线末端两相短路有灵敏度；整定方式C躲过汇集线路末端短路最大短路电流。

6.如权利要求5所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，所述整定方式A包括：躲首个箱变低压侧短路最大短路电流，当风机所在的首个箱变低压侧三相短路时，由于系统等值阻抗远远小于包含箱变在内的风电机组的阻抗，因此系统短路电流远远大于风机提供的短路电流；可靠系数仍沿用配电网线路电流速断保护时的数值，则汇集线路电流保护定值为：式中：I₁表示方式A的电流保护定值；K_rel表示可靠系数；表示系统主变至新能源电源箱变低压侧的最小总阻抗标幺值；I_B表示电流基准值。

7.如权利要求6所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，所述整定方式B包括：对汇集线末端两相短路有灵敏度，灵敏度系数沿用传统电流保护数值，取为1.5，可得汇集线路电流保护定值为：式中：I₂表示方式B的电流保护定值；K_sen表示可靠系数；Z‘_Σ表示主变至汇集线末端的最大总阻抗标幺值；I_B表示电流基准值。

8.如权利要求7所述的一种风电场风机汇集系统保护配置及参数整定方法，其特征在于，所述整定方式C包括：躲汇集线路末端短路最大短路电流；考虑可靠系数同配电线路电流速断保护，电流速断保护定值为：式中：I₃表示方式C的电流保护定值；K_rel表示可靠系数；Z_Σ“表示主变至汇集线末端的最小总阻抗标幺值；I_B表示电流基准值。