【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電網短路故障方向判別，具體涉及一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法。
技術介紹
1、隨著新能源電源通過電力電子設備并網，以及大量直流饋入，電網呈現越來越明顯的電力電子化特征，其短路電流受控制策略影響表現出幅值受限、頻率非工頻、相角受控等與同步發電機截然不同的特性，故障期間具有離散性、非線性的動態響應過程。
2、其中，無論是直流饋入系統還是風電新能源接入系統，故障期間系統的零序網架結構是穩定的，不受直流系統或新能源系統的影響，因此在接地故障時零序方向元件能夠很好的確定故障方向，而在不接地故障時，由于沒有零序，需采用正序故障分量方向元件判別方向，受直流、風電系統暫態調節作用的影響，正、負序系統阻抗以及電流幅值均呈現波動性，造成正序故障分析元件方向判別的不可靠。
3、所以，為解決上述問題，開發一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法很有必要。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術的不足，而提供一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，針對相間不接地故障類型，通過方向元件新判據對故障方向進行判別，提高了方向元件動作和電網中線路保護的可靠性。
2、本專利技術的目的是這樣實現的：一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，包括以下步驟：
3、s1、對雙饋風機/直流饋入的接入對正序分量方向元件的影響進行適應性分析，得到風電場送出線路或直流饋入電網線路發生故障時的故障特征；
4、s2
5、s3、接入保護裝置實時采集的被保護設備的電壓和電流量采樣數據；
6、s4、基于采樣數據判斷是否發生故障，若發生故障，進一步判斷故障類型；
7、s41、若為接地故障，則通過零序方向元件對故障方向進行確定后結束；
8、s42、若為相間不接地故障，則采用新判據進行確定；
9、s5、基于新判據對發生相間短路時正序分量方向元件方向進行判別；具體包括：
10、s51、閾值設定；設定相角差差值δθ的閾值δθset，設定短路電流幅值變化率d閾值dset；
11、s52、當δθ>δθset時，保護安裝處電流由風機/直流側提供，風機/直流側為正向故障，系統側為反向故障；
12、s53、當δθ<δθset時，引入補充判據電流幅值變化率短路電流幅值變化率d進行進一步地判別，當δθ<δθset且d>dset時，保護安裝處電流由風機/直流側提供，風機/直流側為正向故障，系統側為反向故障，當δθ<δθset且d<dset時，保護安裝處電流由系統側提供，風機/直流側為反向故障，系統側為正向故障。
13、進一步地，所述步驟s1中對雙饋風機/直流饋入的接入對正序分量方向元件的影響進行適應性分析具體包括：在雙饋風電送出線路中點/交直流混聯系統線路中點設置ag、bc、bcg和abcg故障，對正序方向元件在雙饋風機風電并網系統/直流饋入系統中的性能進行仿真驗證。
14、進一步地，所述故障特征包括正序阻抗相角隨時間變化的特征，對于雙饋風機/直流饋入的交流系統輸電線路來說，系統側正序阻抗相角穩定或隨時間變化發生波動，風機側/直流側正序阻抗相角隨時間增大而變小。
15、進一步地，所述步驟s2中記憶電壓和故障電流相角差差值δθ計算過程為：定義記憶電壓與故障電流的相角差θ如下式所示：
16、，
17、式中，為bc相間電壓相量，為bc相間電流相量；則記憶電壓與故障電流相角差差值δθ為：
18、δθ＝max(θ)-min(θ)，
19、式中，max(θ)、min(θ)分別為風機/直流側保護正向故障后20ms～30ms時間段內計算得到最小、最大記憶電壓和故障電流相角差。
20、進一步地，所述步驟s2中短路電流的幅值變化率d通過電流衰減率來表示。
21、進一步地，所述幅值變化率d即電流衰減率如下式所示：
22、，
23、式中，ik(t0)為采用全周傅氏算法計算得到的電流初始幅值，ik(tt/2)為半個采樣周期后計算得到電流幅值。
24、由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是：對雙饋風機/直流饋入的接入對正序分量方向元件的影響進行適應性分析，得到風電場送出線路或直流饋入電網線路發生故障時的故障特征，基于故障特征，采用以故障后一定時間內記憶電壓和故障電流相角差差值δθ計算結果的波動幅度為主要判據，以短路電流的幅值變化率d為補充判據的故障新判據，對發生相間短路時正序分量方向元件方向進行判別，提高正序分量方向元件方向動作和電網中線路保護的可靠性。
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1.一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：所述步驟S1中對雙饋風機/直流饋入的接入對正序分量方向元件的影響進行適應性分析具體包括：在雙饋風電送出線路中點/交直流混聯系統線路中點設置AG、BC、BCG和ABCG故障，對正序方向元件在雙饋風機風電并網系統/直流饋入系統中的性能進行仿真驗證。
3.根據權利要求2所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：所述故障特征包括正序阻抗相角隨時間變化的特征，對于雙饋風機/直流饋入的交流系統輸電線路來說，系統側正序阻抗相角穩定或隨時間變化發生波動，風機側/直流側正序阻抗相角隨時間增大而變小。
4.根據權利要求1所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：所述步驟S2中記憶電壓和故障電流相角差差值Δθ計算過程為：定義記憶電壓與故障電流的相角差θ如下式所示：
5.根據權利要求1所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于
6.根據權利要求5所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：所述幅值變化率d即電流衰減率如下式所示：
...【技術特征摘要】
1.一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：所述步驟s1中對雙饋風機/直流饋入的接入對正序分量方向元件的影響進行適應性分析具體包括：在雙饋風電送出線路中點/交直流混聯系統線路中點設置ag、bc、bcg和abcg故障，對正序方向元件在雙饋風機風電并網系統/直流饋入系統中的性能進行仿真驗證。
3.根據權利要求2所述的一種基于電流變化特征的電網短路故障方向判別方法，其特征在于：所述故障特征包括正序阻抗相角隨時間變化的特征，對于雙饋風機/直流饋入的交流系統...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程杰，陳喜峰，戈狄，惠杰，丁超杰，
申請(專利權)人：國網河南省電力公司許昌供電公司，
類型：發明
國別省市：
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