一种基于改进波形不对称系数的励磁涌流识别方法与流程

本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是一种差动保护中基于改进波形不对称系数励磁涌流识别新方法。

背景技术：

随着风力发电的快速发展，大规模风电并网运行。双馈风电机组是风力发电中应用最广泛的风力发电机，其设计结构、控制策略和故障特性与同步发电机不同，在并网运行时风电场需要具有低电压穿越能力，对电力系统继电保护的要求更高。双馈风电场升压变的继电保护需要识别励磁涌流，进行闭锁差动保护。现有技术多利用傅里叶算法提取差动电流的工频分量和2次谐波识别励磁涌流，但是提取的工频分量和2次谐波误差较大，会导致继电保护存在误动作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种基于改进波形不对称系数励磁涌流识别新方法，提高了励磁涌流识别的额精度。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于改进波形不对称系数的励磁涌流识别方法，包括如下步骤：

步骤1、采集变压器两端电流，计算差动电流；

步骤2、根据差动电流，计算波形不对称系数；

步骤3、判断波形不对称系数是否大于设定值，若是，则判定差动电流为励磁涌流，进行闭锁变压器差动保护；否则进入下一采样周期的识别。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：1)本发明将采样值逐点减去波形中值，一定程度滤除了衰减直流影响；2)本发明利用积分得到波形所围面积，可以较好抑制高次谐波；3)本发明利用波形所围面积与归一化四边形面积相除得到比值，相比二次谐波识别法有不受幅值、初相角、偏移量的优点，有更好的抗ct饱和能力。

附图说明

图1为本发明基于改进波形不对称系数励磁涌流识别方法的流程图；

图2为本发明标准正弦波归一化面积的计算示意图。

图3为本发明差动电流采集原理图。

图4为本发明升压变故障时的波形不对称系数仿真图。

图5为本发明升压变空载合闸时的波形不对称系数仿真图。

具体实施例

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。

如图1所示，一种基于改进波形不对称系数的励磁涌流识别方法，包括如下步骤：

步骤1、采集变压器两端电流，计算差动电流，具体采用变压器两侧电流二次值之差表示差动电流，具体公式如下：

式中，id为差动电流，i1、i2为变压器两端电流的二次值。

步骤2、根据差动电流，计算波形不对称系数，具体采用差动电流归一化面积与标准正弦波归一化面积的偏差值表示波形不对称系数，具体公式如下：

式中，k1和k2分别表示差动电流和标准正弦波归一化面积，表示为差动电流或标准正弦波在一个周期内与自身中值所围的面积和对应的归一化四边形面积比值，设bc为对应波形y(t)的中值，即ed为y(t)最大值，则bcde即为归一化四边形。

下面结合图2介绍标准正弦波归一化面积的计算方法，差动电流归一化面积的计算方法相同。归一化四边形面积为：

sbcde＝|cd|×|bc|＝a×(2π/ω)(3)

标准正弦波归一化面积为：

步骤3、判断波形不对称系数是否大于设定值，若是，则判定差动电流为励磁涌流，进行闭锁变压器差动保护；否则进入下一采样周期的识别。

由于变压器空载合闸时励磁涌流的波形不对称系数绝大多数情况下均大于0.15，对于波形对称原理较难识别的三相变压器，对称涌流在间断角较大时，可能出现一相或两相励磁涌流较大，超过0.5，而其余的小于0.15，因此波形不对称系数设定值定取0.15，采用“或”门制动的方式，防止保护误动的问题。

实施例

为了验证本发明方法的有效性，进行如下仿真实验。在pscad/emtdc平台搭建双馈风电场的仿真模型，每个风机出口电压为0.69kv再由箱式变升高至33kv，容量为6mva，漏电抗为6％，10台5mva的风机通过并联的方式集中接入升压变升至110kv再与系统相连，升压变容量为50mva，接线方式为yd，漏电抗10％。双馈发电机参数如表1。

表1双馈风机参数

故障前风机运行在0.8p.u.，风速为8.8m/s，仿真升压变区内故障电流波形如图4所示和升压变空载合闸电流波形如图5所示，可以看出：区内故障时，差流的不对称系数都小于0.15，而空载合闸时，差流的波形不对称系数都大于0.15，因此利用本发明方案可以准确区分出故障电流和励磁涌流。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种基于改进波形不对称系数励磁涌流识别新方法。根据流入继电器差动电流，比较故障电流和励磁涌流波形的差别，通过采样值进行了逐点减去波形中值的处理，积分得到波形所围面积，与归一化四边形面积相除，得到一个与幅值、初相角、偏移量无关的比值，再与标准正弦波比较得到波形不对称系数。本发明相比传统二次谐波励磁涌流识别能够有效识别励磁涌流，同时该原理对保护装置要求不高，易于微机化。

技术研发人员：王宝华;吕珺平;庞伟;邹德龙;陈冲
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2018.08.29
技术公布日：2018.12.21