[发明专利]风电场并网输电线路瞬时单相接地故障单端测距方法

摘要

风电场并网输电线路瞬时单相接地故障单端测距方法，首先在风场侧采集两个特定时刻的三相电压和三相电流作为输入量，然后利用风场侧测量到的两个时刻的电压、电流信息计算对应的正、负、零序电压、电流相量；基于输电线路分布参数模型，利用计算得到的风场侧电压、电流序分量建立电气方程组描述输电线路两端的电压、电流关系；以系统侧的电源电势、等值系统阻抗、故障距离和过渡电阻为未知量，使用改进高斯‑牛顿法求解建立的非线性电气方程组，得出精确的故障测距结果；本发明有效解决风电场并网输电线路故障测距的难题。

主权项

1.风电场并网输电线路瞬时单相接地故障单端测距方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在风电场侧，测量故障线路瞬时单相接地故障后单相跳闸前的A、B、C三相电压相量Uwfa、Uwfb、Uwfc和三相电流相量Iwfa、Iwfb、Iwfc，以及单相跳闸后重合闸之前的A、B、C三相电压相量Uwha、Uwhb、Uwhc和三相电流相量Iwha、Iwhb、Iwhc作为输入量；由下式计算故障线路瞬时单相接地故障后单相跳闸前的正序电压相量Uwf1，负序电压相量Uwf2，零序电压相量Uwf0，正序电流相量Iwf1，负序电流相量Iwf2，零序电流相量Iwf0，及风场侧在线路两端单相跳闸后单相自动化重合闸之前的正、负、零序电压相量Uwh1、Uwh2、Uwh0及正、负、零序电流相量Iwh1、Iwh2、Iwh0：其中a＝e^j2π/3；(2)根据如下公式计算在单相跳闸后且重合闸之前时刻下故障线路系统侧继电保护安装处的正序电压相量Ush1、负序电压相量Ush2、零序电压相量Ush0、正序电流相量Ish1、负序电流相量Ish2、零序电流相量Ish0：其中：L为输电线路长度；Z_c1为正序波阻抗：R₁、L₁、G₁、C₁分别为单位长度线路的正序电阻、电感、电导和电容值；Z_c0为零序波阻抗：R₀、L₀、G₀、C₀分别为单位长度线路的零序电阻、电感、电导和电容值；γ₁为正序传播系数：γ₀为零序传播系数：(3)由如下公式计算单相跳闸后单相自动化重合闸之前系统侧的A、B、C三相电压相量Usha、Ushb、Ushc及系统侧A、B、C三相电流相量Isha、Ishb、Ishc：其中a＝e^j2π/3；(4)设未知量：系统侧电势EN，正序、零序阻抗ZN1,ZN0，故障电阻R，故障点与风电场之间的距离占线路长度的百分比x，根据两个时刻的信息列写满足风电场并网输电线路发生瞬时单相接地故障时的系统电气量关系，如下方程：a2EN＝ZsIshb+ZmIshc+UshbaEN＝ZmIshb+ZsIshc+Ushc其中：Z_s为系统侧自阻抗Z_m为系统侧相间互阻抗a＝ej2π/3；A为电压传递系数矩阵，B为阻抗矩阵，C为导纳矩阵，D为电流传递系数矩阵，具体定义如下：(5)将步骤(4)中的非线性复方程组分离实部虚部，转化成实数的非线性方程组，使用改进高斯‑牛顿法的方法进行求解，即可得到故障电阻R和故障距离百分比x，并以此求出实际的故障距离。