CN103997023A - 风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统 - Google Patents

风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统 Download PDF

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何世恩
路亮
汪宁渤
宋国兵
丁坤
李津
周识远
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State Grid Corp of China SGCC
Xian Jiaotong University
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Wind Power Technology Center of Gansu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Xian Jiaotong University
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Wind Power Technology Center of Gansu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，所述系统配置如下：主保护配置：采用光纤通道，配置两套不同原理光纤差动保护，并利用已有的光纤通道配置基于模型容感性判别的时域或频域纵联保护；后备保护配置：采用基于工频量的距离保护；选相元件：采用基于差动电流的选相元件；方向元件：采用90度接线的功率方向元件。达到了在大规模风电接入交直流混联电网的情况下保证电网安全稳定运行的目的。

Description

风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统
技术领域
本发明涉及风电领域，具体地，涉及一种考虑大规模风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统。
背景技术
目前，我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型风电基地多数位于“三北地区”（西北、东北、华北），大型风电基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模风电基地的风电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络潮流的波动，给电网运行安全带来一系列问题。
截至2014年2月，甘肃电网并网风电装机容量已达到702万千瓦，约占甘肃电网总装机容量的21%，成为仅次于火电的第二大主力电源。随着风电并网规模的不断提高、750kV超高压交流外送线路的投产以及酒泉-株洲±800kV特高压直流外送线路的批复，甘肃酒泉千万千瓦级风电基地将开创大规模、高集中、远距离、超高压交流与特高压直流联合输送的新能源发展模式。由于大规模风电的波动性，风电系统中引入大量电力电子器件，使得故障时暂态过程更加复杂，这使得继电保护系统所面临的故障特征发生了显著变化。甘肃河西750kV电网作为风电外送通道，除电源具有波动性特征外，由于要采用±800kV特高压直流输电技术，其还具有交直流混联电网的特征，特高压直流输电引入的电力电子装置使得电网输电线路故障暂态过程更为复杂，持续时间更长，谐波含量丰富，将对继电保护带来不可忽略的影响。因此需要对大规模风电接入的交直流混联电网继电保护问题进行深入分析研究，尤其需要研究各电压等级的输电线路的保护配置方案，保障电网安全稳定运行。
发明内容
在酒泉风电基地，330kV线路主要用于输送风电，其一端连于风场，另一端接入750kV系统。因此330kV线路的保护配置需要更多地考虑单端风电场的故障特征对保护的影响。由于风场的序阻抗特性与常规系统特性差别较大，因此基于背侧系统阻抗的保护受到影响电网的安全运行。
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，以实现保证电网安全稳定运行的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，所述系统配置如下：
主保护配置：采用光纤通道，配置两套光纤差动保护，并利用光纤通道配置基于模型容感性判别的时域或频域纵联保护；
后备保护配置：采用基于工频量的距离保护；
选相元件：采用基于差动电流的选相元件；
方向元件：采用90度接线的功率方向元件。
进一步的，所述主保护配置中采用的两套光纤差动，为不同原理的光纤差动保护。
进一步的，所述后备保护配置采用；配置时域长线距离保护，并配置零序保护作为输电线路的后备保护。
进一步的，所述选相元件还可采用，基于电压的选相元件，或采用基于距离的选相元件。
进一步的，采用基于距离的选相元件时，则采用工频量距离元件。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案，通过对330kV线路系统的进行合理的配置，对各个保护阶段的技术方案进行合理分配，达到了在大规模风电接入交直流混联电网的情况下保证电网安全稳定运行的目的。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的保护跳闸逻辑方框图；
图2为330kV线路跳闸逻辑图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，系统配置如下：
主保护配置：采用光纤通道，采用两套光纤差动保护，并利用光纤通道配置基于模型容感性判别的时域或频域纵联保护，光纤通道为已的；
后备保护配置：采用基于工频量的距离保护；
选相元件：采用基于差动电流的选相元件；
方向元件：采用90度接线的功率方向元件。
主保护配置：采用光纤通道，优选主保护双重化，可采用原理不同的两套光纤差动保护，并利用已有的光纤通道配置基于模型容感性判别的时域/频域纵联保护；
后备保护配置：采用基于工频量的距离保护，优选配置时域长线距离保护；并配置零序保护作为输电线路的后备保护。
选相元件：采用基于差动电流的选相元件，不采用基于序分量和工频变化量的选相元件，或采用基于电压的选相元件。若采用基于距离的选相元件，则应采用工频量距离元件。
方向元件：采用90度接线的功率方向元件。
如图1和图2所示，重合闸方式应与系统运行方式、风电场低电压穿越等相配合。采用单相跳闸方式，单相故障跳单相，重合。任何多相故障跳三相不重合；严重故障如手合或者合闸于故障线路跳闸时闭锁重合闸，加速保护动作，闭锁重合闸。
其中图1中纵联保护和长线距离保护不受分布电容的影响，可按线路实际配置；
图中标注* 为或配置基于工频相量矩阵束分解算法的快速距离保护；
标注**为 如果常规保护灵敏度不够，可以考虑配置。
文中的逻辑符号采用或门和与门。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，其特征在于，所述系统配置如下：
主保护配置：采用光纤通道，配置两套光纤差动保护，并利用光纤通道配置基于模型容感性判别的时域或频域纵联保护；
后备保护配置：采用基于工频量的距离保护；
选相元件：采用基于差动电流的选相元件；
方向元件：采用90度接线的功率方向元件。
2.根据权利要求1所述的风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，其特征在于，所述主保护配置中采用的两套光纤差动，为不同原理的光纤差动保护。
3.根据权利要求1或2所述的风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，其特征在于，所述后备保护配置：采用时域长线距离保护，并配置零序保护作为输电线路的后备保护。
4.根据权利要求1或2所述的风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，其特征在于，所述选相元件还可采用，基于电压的选相元件，或采用基于距离的选相元件。
5.根据权利要求4所述的风电接入交直流混联电网的330kV线路保护系统，其特征在于，采用基于距离的选相元件时，则采用工频量距离元件。
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