一種風電場送出線路的故障檢測方法
2023-05-28 08:11:16 2
一種風電場送出線路的故障檢測方法
【專利摘要】一種風電場送出線路的故障檢測方法，包括：步驟1、在故障發生後，採集當前風電場送出線路的相電流；步驟2、利用最小二乘擬合方法，構建測量間線性關係，估算出所述相電流的頻率；步驟3、當計算出的所述相電流的頻率處於正常頻率範圍時，判定撬棒保護電路未啟動，進入步驟4；否則，判定所述撬棒保護電路已啟動，返回步驟1；步驟4、通過距離保護元件找到線路中發送所述故障的位置。本發明能夠免疫於雙饋式風電場送出的非工頻電流特性，且針對各種故障類型都能很快的計算出故障阻抗和距離保護的動作特性，極大得提高了保護的可靠性和選擇性。
【專利說明】-種風電場送出線路的故障檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於故障檢測【技術領域】，尤其是一種風電場送出線路的故障檢測方法。
【背景技術】
[0002] 目前雙饋式風力發電機在新能源發電領域中獲得了十分廣泛的應用，距離保護作 為線路主流後備保護之一對風電場送出線路的安全運行起著極其重要的作用。雙饋式風力 發電機在電網電壓跌落導致轉子過流時，為保護轉子側變流器，會投入Crowbar(撬棒）保 護電路，此時定子機端會向電網送出非工頻故障電流，這給繼電保護帶來了很多實際工程 問題，其中之一就是會導致基於傅氏算法的距離保護元件無法準確計算故障點到保護安裝 處的阻抗。從而使得距離保護這一後備保護原理在風電併網點附近的區域電網發生嚴重故 障的情況下的動作變得異常不穩定。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的之一是提供一種風電場送出線路的故障檢測方法，以解決現有技術 中的由於非工頻故障電流，導致檢測結果不準確的問題。
[0004] 在一些說明性實施例中，所述風電場送出線路的故障檢測方法，包括：
[0005] 步驟1、在故障發生後，採集當前風電場送出線路的相電流；
[0006] 步驟2、利用最小二乘擬合方法，構建測量間線性關係，估算出所述相電流的頻 率；
[0007] 步驟3、當計算出的所述相電流的頻率處於正常頻率範圍時，判定撬棒保護電路未 啟動，進入步驟4 ;否則，判定所述撬棒保護電路已啟動，返回步驟1 ;
[0008] 步驟4、通過距離保護元件找到線路中發送所述故障的位置。
[0009] 與現有技術相比，本發明的說明性實施例包括以下優點：
[0010] 本發明能夠免疫於雙饋式風電場送出的非工頻電流特性，且針對各種故障類型都 能很快的計算出故障阻抗和距離保護的動作特性，，極大得提高了保護的可靠性和選擇性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0012] 圖1是按照本發明的說明性實施例的流程圖
[0013] 圖2是按照本發明的說明性實施例的2饋直交流系統；；
[0014] 圖3是按照本發明的說明性實施例的2饋直交流系統的等效系統； 圖4是按照本發明的說明性實施例的實驗結果曲線圖。
【具體實施方式】
[0015] 在以下詳細描述中，提出大量特定細節，以便於提供對本發明的透徹理解。但是， 本領域的技術人員會理解，即使沒有這些特定細節也可實施本發明。在其它情況下，沒有詳 細描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免影響對本發明的理解。
[0016] 如圖1所述，公開了一種風電場送出線路的故障檢測方法，包括：
[0017]S11、在故障發生後，採集當前風電場送出線路的相電流；
[0018] 其中，還可以利用利用S12、對所述步驟1中採集到的相電流進行濾波處理，濾除 所述相電流中的高次諧波。
[0019]S13、利用最小二乘擬合方法，構建測量間線性關係，估算出所述相電流的頻率；
[0020]S14、當計算出的所述相電流的頻率處於正常頻率範圍時，判定撬棒保護電路未啟 動，進入步驟4;否則，判定所述撬棒保護電路已啟動，返回步驟1;
[0021]S15、通過距離保護元件找到線路中發送所述故障的位置。
[0022] 本發明能夠免疫於雙饋式風電場送出的非工頻電流特性，且針對各種故障類型都 能很快的計算出故障阻抗和距離保護的動作特性，，極大得提高了保護的可靠性和選擇性。
[0023] 實施例：
[0024] 步驟一：當故障啟動模塊啟動後，通過電流互感器採集風電場送出線路保護安裝 處的相電流IA、IB、I。；
[0025] 步驟二：將採集來的電流信號經過低通濾波器，濾除高次諧波，經過0. 01s後進入 步驟三；
[0026] 步驟三：利用最小二乘擬合方法，構建測量間線性關係，估算被測信號頻率f;
[0027] 步驟四：判斷頻率f?與系統工頻50Hz的差值，若在0. 01s的時間內均近似相等，則 進入步驟五；若不相等，則判斷雙饋式風電機組Crowbar保護電路投入，暫時閉鎖距離保護 繼電器，並返回步驟三；
[0028] 步驟五：利用現有的基於全周傅氏算法的距離保護判斷距離保護的動作情況。
[0029] 步驟一具體如下，是以A相電流為例：
[0030] 故障發生後，保護安裝處測得的電流信號均可以用下式描述，即頻率為f的正弦 波信號，並且信號中含有衰減直流成分：
[0031]
【權利要求】
1. 一種風電場送出線路的故障檢測方法，其特徵在於，包括： 步驟1、在故障發生後，採集當前風電場送出線路的相電流； 步驟2、利用最小二乘擬合方法，構建測量間線性關係，估算出所述相電流的頻率； 步驟3、當計算出的所述相電流的頻率處於正常頻率範圍時，判定撬棒保護電路未啟 動，進入步驟4 ;否則，判定所述撬棒保護電路已啟動，返回步驟1 ; 步驟4、通過距離保護元件找到線路中發送所述故障的位置。
2. 根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於，在進入所述步驟2之前，還包 括： 對所述步驟1中採集到的相電流進行濾波處理，濾除所述相電流中的高次諧波。
3. 根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於，所述步驟2,具體包括： 生成所述相電流的信號序列，以採樣時間點構造所述相電流的x序列和y序列； 根據所述信號序列、x序列和y序列進行計算，獲得所述相電流的數字角頻率； 利用所述相電流的數字角頻率估算出所述相電流的頻率。
4. 根據權利要求3所述的故障檢測方法，其特徵在於，，所述信號序列： I (n) = Asin (n Q + 0 ) +Dexp (-n A T/ x ) 所述x序列和y序列： x (n) = 21 (n-1) y (n) = I (n) +1 (n-2) 其中，Q為數字角頻率；AT為採樣周期，t為衰減直流分量的衰減時間常數，n為採 樣時間點，D為指數函數初值，exp為指數函數。
5. 根據權利要求3所述的故障檢測方法，其特徵在於，所述根據所述信號序列、x序列 和y序列進行計算，獲得所述相電流的數字角頻率，具體包括：
其中，N為採樣時間點的長度，k為調節係數。
6. 根據權利要求3所述的故障檢測方法，其特徵在於，所述利用所述相電流的數字角 頻率估算出所述相電流的頻率，具體包括：
根據上述公式計算出所述相電流的頻率f。
7. 根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於，所述步驟3中判斷計算出的所述 相電流的頻率是否處於正常頻率範圍，具體包括： 當f滿足如下公式，則判定該f處於正常頻率範圍； f-p < tv 其中，P為系統工頻，tv為頻率閥值。
8. 根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於，所述步驟3判定所述撬棒保護電 路已啟動時，還包括： 閉鎖所述距離元件。
9. 根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於，所述步驟4,具體包括： 通過基於全周傅氏算法的距離保護找到線路中發送所述故障的位置。
10. 根據權利要求1所述的故障檢測方法，其特徵在於，在所述步驟4通過距離保護元 件找到線路中發送所述故障的位置之後，還包括： 向風電場系統發送存在所述故障的位置的斷路器跳閘指令。
【文檔編號】H02H7/26GK104348144SQ201410603340
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】張爽, 黃永寧, 郝治國, 張軍, 焦龍, 田蓓 申請人:國網寧夏電力公司電力科學研究院, 西安交通大學, 國家電網公司