与lvrt配合的风电场馈线电流保护方法
【专利摘要】本发明涉及一种风电场馈线电流保护方法，包括：对过流I段保护采用瞬时速断保护，作为线路辅助保护，动作时间取为0~0.2s，过流I段的动作电流整定值IIset按照馈线线路末端的最大运行方式下三相短路电流Ik.B.max设定，引入可靠系数Krel.1，则令IIset=Krel.1·Ik.B.max；将过流II段保护设置为限时电流速断保护，作为线路主保护，其动作时间设置为0.625~0.8s，过流II段的动作电流整定值IIIset按照馈线末端最小运行方式下两相短路电流Ik.B.min进行设定，采用灵敏系数Ksen，令IIIset=Ik.B.min/Ksen；以及将过流III段保护设置为过负荷保护，并作为风电机组故障的后备保护，过流III段的动作电流整定值IIIIset的动作时间根据风电机组的后备保护设定，动作整定值为IIIIset=Krel.3·Iloadmax，其中Krel.3为可靠系数，Iloadmax为馈线最大负荷电流。
【专利说明】
与LVRT配合的风电场馈线电流保护方法
技术领域
[000?]本发明属于电力系统新能源发电领域，尤其设计一种与低电压穿越(Low voltageride throUgh，LVRT)配合的新型风电场馈线电流保护配置方案，适用于汇集系统采取干线式结构的风电场。
【背景技术】
[0002]全球风电技术飞速发展，中国已成为风电大国。我国风资源主要分布在“三北”地区，这些地区拥有众多大型风电基地。大型风电基地具有典型的风电场集中接入架构，35kV集电系统采用多条馈线，每条馈线接入10台以上风电机组。
[0003]风电场的典型架构下，35kV集电系统由于其线路距离长、回路多等特点，成为风电场继电保护的重点。馈线电流保护是集电线路保护的主要内容，但是馈线电流保护的配置和整定并没有相应的国家标准和行业标准。
[0004]然而，在馈线电流保护现行方案中，多以迅速切除作为首要原则，灵敏性较高而选择性不足，忽略了风电场与配电网的差异，更未考虑风电场和风电机组的低电压穿越特性。
【发明内容】
[0005]综上所述，确有必要提供一种能够克服以上问题的风电场馈线电流保护方法。
[0006]—种风电场馈线电流保护方法，包括:对过流I段保护采用瞬时速断保护，作为线路辅助保护，动作时间取为O?0.2s，过流I段的动作电流整定值I1se3t按照馈线线路末端的最大运行方式下二相短路电流Ik.B.max设定，引入可靠系数Kre1.1，则令11Set=Kre1.1.Ik.B.max;将过流II段保护设置为限时电流速断保护，作为线路主保护，其动作时间设置为0.625?0.Ss，过流II段的动作电流整定值I11se3t按照馈线末端最小运行方式下两相短路电流11^._进行设定，采用灵敏系数1?，令Inse3t=Ik.B.min/K.;以及将过流III段保护设置为过负荷保护，并作为风电机组故障的后备保护，过流III段的动作电流整定值I111-的动作时间根据风电机组的后备保护设定，动作整定值为I111Set=Kre1.3.Iloadmax，其中Kre1.3为可靠系数，Iloadmax为馈线最大负荷电流。
[0007]考虑与低电压穿越配合，校验I1Set^ iLVRTmax，其中ILVRTmax为故障后馈线进入低电压穿越状态保持不脱网运行时的最大短路电流。
[0008]可靠系数Krel.1取值范围为1.1-1.5。
[0009]考虑与风电机组保护的配合，校验I1set彡Kre1.2.Iwtt.max，引入可靠系数Kre1.2，Kre1.2的取值范围为1.1?1.5，其中Iwtt.max代表某一风机故障时最大的短路电流。
[0010]灵敏系数满足Ksen彡1.2。
[0011]考虑与LVRT的配合，校验I1DlLVRTmax，其中ILVRTmax为故障后馈线进入低电压穿越状态保持不脱网运行时的最大短路电流。
[0012]动作电流整定值Imse3t的动作时间的取值范围为I?2s。
[0013]可靠系数Krel.3取值范围为1.1?1.5。
[0014]当馈线长度过长时，出现Inset〈ILVRT磁的情形，此时取Inset=ILVRTmax，由过流III段保护线路全长。
[0015]相对于现有技术，本发明提供的风电场馈线电流保护方法，根据采用低电压穿越策略的风电场馈线稳态短路电流特性，考虑低电压穿越与馈线电流保护的配合和协调，对现有馈线电流保护方案进行调整，通过将风电场馈线电流保护配置为三段保护，以达到馈线电流保护兼顾灵敏性和快速性的同时提高其选择性和可靠性。本发明所提出的馈线电流保护改进方案易于操作、具有普适性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明提供风电场馈线电流保护线路的结构示意图。
[0017]图2为本发明提供的风电场馈线电流保护方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。
[0019]请一并参阅图1及图2，图1中PCC点为风电场的公共连接点，AB段为馈线，六点(Ia)为馈线首端第一台风电机组接入点，B点(Ib)为馈线末端最后一台风电机组接入点，BC段为馈线末端的延长线。Ikf为馈线短路电流，I为故障点距离PCC点的距离，ILVRTmax为故障后馈线进入LVRT状态保持不脱网运彳丁时的最大短路电流，11oadmax为馈线最大负荷电流。曲线“ I wtt”为馈线上不同风电机组故障时的馈线短路电流Ikf。由于馈线上风电机组分布数量有限，所以曲线上大多数点都不存在，是一条虚线。曲线“I”、“2”分别为最大和最小运行方式下馈线断流电流Ikf随距离I变化的曲线。Iwtt.max代表某一风机故障时最大的短路电流。I1setU11se^ Imset为过流I段保护、过流II段保护、过流III段保护的整定值，I1setU11se^Imset 满足 I1setMnsetMmse^
[0020]具体地的，本发明提供的风电场馈线电流保护方法包括如下方式:
S10，对过流I段保护采用瞬时速断保护，作为线路辅助保护，动作时间可以取为O?0.2s;
具体的，动作电流整定值I1set可按照馈线线路末端B点最大运行方式下三相短路电流Ik.B.max整定，还可以引入可靠系数Krel.1，Krel.1取值范围为1.1_1.Sjl^I1set=KrH.ik』..。另夕卜，考虑与LVirr配合，校验I1set彡iLVRTmax，以保证I1set大于故障后馈线进入LVRT状态保持不脱网运行时的最大短路电流ILVRTmax。考虑与风电机组保护的配合，还需校验I1set多Krel.2.Iwtt.max，其中Kre1.2为引入的可靠系数，Kre1.2的取值范围为1.1?1.5，以保证I 大于某一风机故障时最大的短路电流。当电流大于I1set时，则采取瞬时速断保护措施。可以理解，按照线路末端B点最大运行方式仅仅为一具体的实施例，也可以根据实际需要进行选择合适的点。另外，所述的动作时间的选取范围也仅仅为具体的实施例，也可以根据实际电路状况选择其他数值。
[0021]S20，将过流II段保护设置为限时电流速断保护，作为线路主保护，其动作时间可设置为0.625?0.8s;
动作电流整定值I11set按照馈线末端B点最小运行方式下两相短路电流Ik.B.min进行整定，且采用灵敏系数Ksen彡1.2，则令I11set=Ik.B.min/Ksen。考虑与LVRT的配合，校验I11set彡ILVRTmax。当电流大于Ins』寸，则采取限时电流速断保护措施。可以理解，上述动作时间、灵敏系数的选取仅仅为更好的保护线路所采用的具体的实施例，也可以根据实际需要进行选择。
[0022]S30，将过流III段保护设置为过负荷保护，并作为风电机组故障的后备保护，动作电流整定值Imset的动作时间可参考风电机组的后备保护设定，本实施例中取为I?2s，其动作整定值为I111Set=Kre1.3.11。3(^￡?，其中可靠系数1(1^1.3取值范围为1.1~1.5。
[0023]在SlO及S20中，所述过流I段和II段保护的整定值动作电流整定值I1set及I11set需校验是否大于等于lLVRTmax:即当馈线长度过长时，出现InS(3t〈ILVRTmax的情形，此时取I11set=ILVRTmax,由过流III段保护线路全长。
[0024]本发明提供的风电场馈线电流保护方法，根据采用低电压穿越策略的风电场馈线稳态短路电流特性，考虑低电压穿越与馈线电流保护的配合和协调，对现有馈线电流保护方案进行调整，以达到馈线电流保护兼顾灵敏性和快速性的同时提高其选择性和可靠性。通过将风电场馈线电流保护配置为三段保护，过流I段保护采用瞬时速断保护，过流II段保护采用限时电流速断保护，过流III段保护采用过负荷保护，采用一次式自动重合闸，并进行整定值与ILVRTmax的校验。本发明所提出的馈线电流保护改进方案易于操作、具有普适性，不限于低电压穿越策略是否采用撬棒保护，也不限于具体的风电场风机的类型和馈线上风电机组的数量。
[0025]另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
【主权项】
1.一种风电场馈线电流保护方法，包括: 对过流I段保护采用瞬时速断保护，作为线路辅助保护，动作时间取为0~0.2s，过流I段的动作电流整定值I1set按照馈线线路末端的最大运行方式下三相短路电流Ik.B.max设定，弓丨入可罪系数^Krel.1，则令I Set=Krel.1.Ik.B.max; 将过流II段保护设置为限时电流速断保护，作为线路主保护，其动作时间设置为0.625?0.8s，过流II段的动作电流整定值I11se3t按照馈线末端最小运行方式下两相短路电流Ik.B.min进灯设走，米用灵敏系数Ksen，令I set=Ik.B.min/Ksen ；以及 将过流III段保护设置为过负荷保护，并作为风电机组故障的后备保护，过流III段的动作电流整定值Imset的动作时间根据风电机组的后备保护设定，动作整定值为Imse3t=Krel.3.Iloadmax，其中!(!^^为可靠系数“^—^为馈线最大负荷电流。2.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，考虑与低电压穿越配合，校验I1set多ILVRTmax，其中ILVRTmax为故障后馈线进入低电压穿越状态保持不脱网运行时的最大短路电流。3.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，可靠系数!(^工取值范围为1.1-1.504.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，考虑与风电机组保护的配合，校验I1Set彡Krel.2.Iwtt.Μ，引入可靠系数Krel.2，Krel.2的取值范围为1.1?1.5，其中Iwtt.max代表某一风机故障时最大的短路电流。5.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，灵敏系数满足Kse3n^1.2。6.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，考虑与LVRT的配合，校验I1U多ILVRTmax，其中Ilvrt.为故障后馈线进入低电压穿越状态保持不脱网运行时的最大短路电流。7.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，动作电流整定值Imse3t的动作时间的取值范围为I?2s。8.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，可靠系数K^3取值范围为1.1~1.509.如权利要求1所述的风电场馈线电流保护方法，其特征在于，当馈线长度过长时，出现Insert〈lLVRT.的情形，此时取Insert=lLVRT.，由过流III段保护线路全长。
【文档编号】H02H7/26GK105914717SQ201610225630
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】孙建龙, 乔颖, 谢珍建, 蔡晖, 武晗
【申请人】国网江苏省电力公司经济技术研究院, 清华大学, 国家电网公司