CN104638664B - 风电厂次同步振荡保护方法及保护装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于风电厂次同步振荡(SSO)保护方法及保护装置，对线路电流进行检测并进行滤波处理的输入模块(PI)，其功能是检测并解调出线路中的次同步模态信号，并求解各模态信号的幅值；主控模块(CM)，根据以下三个判据实施保护功能：一、根据次同步模态信号进行趋势判断，当模态检测趋势为发散时，保护动作；二、依据次同步模态幅值进行定时限保护，越限即发送动作和告警信号；三、求解各相次同步模态电流的正、负序，设计反时限保护判据并进行跳闸出口，以上三个判据相互独立，输出的跳闸、告警信号经数字量输出模块(DO)输出，可用于风电厂集电线路的跳闸、输出线路跳闸或旁路串补等需要的跳闸信号，避免风电厂及其风电组遭受SSR/SSO的危害。

Description

风电厂次同步振荡保护方法及保护装置

技术领域

本发明涉及输电线路、风电厂次同步振荡的保护应用，尤其涉及一种适应于风电厂的次同步振荡保护装置。

背景技术

风力发电机组是我国主要的清洁能源发电设备，目前在新投运的风机机组中，约有80％为双馈型感应风机，此类风机发电设备产生的电能需要经过输电线路传输到负荷区域，随着全国性互联大电网的快速发展，输电线路的串联电容补偿、直流输电、电力系统稳定器的不当加装等，均有可能诱发、导致次同步谐振/次同步振荡现象。研究表明：受风电厂SSO影响的机型主要是感应型双馈风机，此种次同步振荡属于纯电气谐振，因此具有起振快的特点，因此对需要对风电场的SSO问题进行监测和保护。

截至目前，国内尚无提供风电厂SSO保护方法与保护装置的厂家，国外有根据电流的快速增加切除串补电容的设备，但该设备并不是针对次同步电流提出的保护方法。

本申请则提出了一种基于自适应次同步电流提取的次同步谐振/次同步振荡保护装置，在自适应次同步电流提取中无须预先设定次同步频率即可实现准确可靠的提取，次同步谐振/次同步振荡保护装置同时根据次同步电流的幅值、趋势给出三种保护判据，保护功能全面。

发明内容

为了解决风电厂面临的次同步谐振/次同步振荡风险，本发明公开了一种风电厂SSO保护装置，通过提取线路电流中的次同步分量，分析模态幅值大小与变化趋势，实现对风机及风电厂的保护。本发明适应于任意容量的风电厂，尤其适应于具有SSO风险的风电厂。

本发明具体采用以下技术方案。

本申请公开了一种风电厂次同步振荡保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：采集风电厂各输电线或集电线的PT二次侧三相电压与CT二次侧三相电流；

步骤2：将所采集的三相电流采样值按以下算法提取次同步分量序列，并确定最终的次同步模态个数m；

步骤3：实时计算三相电流中次同步分量的正序和负序分量，；

步骤4：当任意一个次同步分量幅值在不同时间窗内的变化趋势为发散，则发出跳闸命令切除线路；否则进入步骤5；

步骤5：在设定的时间定值内分别判断各次同步分量幅值是否越限即判断是否超过设定限值，当任一次同步模态下的电流次同步分量幅值的持续越限时间超过设定的时间定值，则发出定时限保护动作信号切除输电线路或集电线路；否则进入步骤6；其中，电流定值取1～2倍的集电线CT二次额定电流，时间定值取2～3s；

步骤6：将步骤3计算得到的各次同步分量的正序分量ΔI_1i和负序分量ΔI_2i等效为工频的正序I_1i和负序I_2i，并判断等效后的工频正序分量和负序分量是否超过反时限设定值，若在任一模态下的等效后的工频正序分量和负序分量越限即发出保护动作信号；

$I_{1i}={\mathrm{\ΔI}}_{1i}{\left(\frac{50-f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},I_{2i}=\mathrm{\Δ}{I}_{2i}{\left(\frac{50+f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},$

$[{\left(\frac{I_{2i}}{I_{\mathrm{Ge}}}\right)}^2+{\left(\frac{I_{1i}}{I_{\mathrm{Ge}}}\right)}^2-{2I}_{2\∞}^2]\·t>A_2$

式中：f_i为模态i的频率，x为等效幂指数，取值范围1.1～1.5，I_2∞为线路长期允许的负序电流值，一般取0.1～0.15倍的CT二次额定电流值、I_Ge为CT二次电流额定值，A₂为允许系数，建议取10～25。

本发明还进一步包括以下优选方案：

在步骤2中，按照以下方式确定最终的次同步模态：

2.1划分n个次同步频率范围；

2.2根据如下的带通滤波器原型计算对应2.1中n个次同步频率范围对应的n个带通滤波器，其中ω_p为带通中心频率，ω_B1、ω_B2为相应的带通区间的两个截止频率；

$H\left(s\right)=\frac{s/{\mathrm{\ω}}_P}{1+6\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_P^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_P)}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}{1+4\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_{B1}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2}{1+4\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_{B2}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2};$

2.3将工频电流采样值分别通过n个带通滤波器求取n个电流次同步分量序列；

2.4计算n个电流次同步分量序列的幅值及相应频率；

2.5对2.4中的n个电流次同步分量序列按照频率进行筛选，在频率偏差处于1Hz内几个次同步分量序列中，保留幅值最大的次同步分量作为一个次同步模态，舍弃其它幅值较小的次同步分量；对于频率偏差大于1Hz的次同步分量序列，则分别对应不同的次同步模态，最终确定m个次同步模态序列，其中m小于等于n。

在步骤4中按照以下方式判断某一次同步模态是否发散：

4.1选择两个不等长度的观测窗p和q，满足p＞3q/2，分别计算在观测窗p和q长度内的任一次同步模态i下的电流次同步分量幅值的平均值ΔI_i(p)和ΔI_i(q)，当ΔI_i(p)+0.01I_Ge＜ΔI_i(q)时，则认为次同步模态i在观测窗p内发散；本申请中采集和计算的均为二次测电流值，不换算至一次侧。

4.2连续判别k个时间窗p，若均有ΔI_i(p)+0.01I_Ge＜ΔI_i(q)，则认为次同步模态i发散，输电线或集电线的保护动作出口。

本申请还进一步公开了一种应用权利要求1-5所述的风电厂次同步振荡保护装置，包括电源模块(PW)、模拟量输入模块(PI)、控制器模块(CM)、数字量输出模块(DO)；其特征在于：

所述电源模块为模拟量输入模块、控制器模块、数字量输出模块提供电源输入；

模拟量输入模块、控制器模块、数字量输出模块之间采用DP-NET通讯网络连接；

所述模拟量输入模块用于采集输电线/集电线三相电流与三相电压信号，并分别从三相电流中提取各次同步分量，将计算结果以1kHz的频率传输至主控制器模块；

主控模块处理各次同步模态信号，计算次同步电流的正序与负序分量，判断是否满足预设的保护动作判据，如果满足，向数字量输出模块下发动作信号；

数字量输出模块接收动作信号后，通过切除线路实现对风机及风电厂的保护。

本发明涉能够实时、准确测量并解调出线路电流中的次同步分量信号，通过判断次同步分量的幅值趋势，辅以定时限和反时限判据，得到保护动作信号。随着远距离交直流混合输电技术的应用，风电厂面临的SSR/SSO风险加剧，实时监测线路次同步电流分量是避免风电厂遭受SSR/SSO危害的关键所在。本装置实现的SSR/SSO保护对解决风电厂的SSR/SSO问题具有重大意义。

附图说明

图1为风电厂SSR/SSO保护方法流程示意图；

图2为风电厂SSR/SSO保护装置结构示意图；

图3示意了某扰动下的三相电流采样值；

图4.1为某扰动下A相电流中的次同步电流采样值；图4.2为某扰动下B相电流中的次同步电流采样值；图4.3为某扰动下C相电流中的次同步电流采样值；

图5.1为某扰动下A相电流中的次同步电流幅值；图5.2为某扰动下B相电流中的次同步电流幅值；图5.3为某扰动下C相电流中的次同步电流幅值；

图6.1为某扰动下三相电流的次同步分量正序；图6.2为某扰动下三相电流的次同步分量负序。

图7为B相次同步电流在不同数据窗(5点和10点)内的均值曲线。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本申请的技术方案做进一步详细的介绍。

如图1所示为风电厂SSR/SSO保护方法流程示意图。本申请公开的风电厂次同步谐振/次同步振荡保护方法包括以下步骤：

步骤1：采集风电厂各输电线或集电线的三相电压与三相电流。

步骤2：将所采集的三相电流采样值按以下算法提取次同步分量序列，并确定最终的次同步模态个数；

2.1划分n个次同步频率范围；

2.2根据如下的带通滤波器原型计算对应2.1中n个次同步频率范围对应的n个带通滤波器，其中ω_p为带通中心频率，ω_B1、ω_B2为相应的带通区间的两个截止频率；

$H\left(s\right)=\frac{s/{\mathrm{\ω}}_P}{1+6\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_P^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_P)}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}{1+4\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_{B1}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2}{1+4\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_{B2}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2};$

2.3将工频电流采样值分别通过n个带通滤波器求取n个次同步分量序列；

2.4计算n个次同步分量序列的幅值及相应频率；

2.5对2.4中的n个次同步分量序列按照频率进行筛选，在频率偏差处于1Hz内几个次同步分量序列中，保留幅值最大的次同步分量作为一个次同步模态，舍弃其它幅值较小的次同步分量；对于频率偏差大于1Hz的次同步分量序列，则分别对应不同的次同步模态，最终确定m个次同步模态序列，其中m小于等于n。

步骤3：实时计算三相电流中每一次同步模态的正序和负序分量；

设A、B、C三相电流在任一次同步模态i分量分别为： 其中f_i为模态i的频率，为A相电流中模态i对应的初相角，为B相电流中模态i对应的初相角，为C相电流中模态i对应的初相角

3.1计算三相电流中任一次同步分量序列的实部Re_i和虚部Im_i，依次标记为：Re_Ai，Re_Bi，Re_Ci，Im_Ai，Im_Bi，Im_Ci，计算方法如下：

${\mathrm{Re}}_i=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Cos}(\frac{k}{N}\·2{\mathrm{\πf}}_i)\·{\mathrm{\ΔI}}_i\left(k\right),$

${\mathrm{Im}}_i=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Sin}(\frac{k}{N}\·2{\mathrm{\πf}}_i)\·{\mathrm{\ΔI}}_i\left(k\right);$

式中，N为模态i的周波点数，ΔI_i为任一电流次同步模态分量序列。

3.2采用以下公式分别计算三相中同一电流次同步模态分量的正序分量ΔI_1i和负序分量ΔI_2i：

${\mathrm{Re}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{1i}}=\frac{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Ai}}+{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Bi}}\cos \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)-{\mathrm{Im}}_{\mathrm{Bi}}\sin \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)+R{e}_{\mathrm{Ci}}\cos \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)-I{m}_{\mathrm{Ci}}\sin \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)}{3}$

${\mathrm{Im}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{1i}}=\frac{{\mathrm{Im}}_{\mathrm{Ai}}+{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Bi}}\cos \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)+{\mathrm{Im}}_{\mathrm{Bi}}\sin \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)+R{e}_{\mathrm{Ci}}\cos \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)+I{m}_{\mathrm{Ci}}\sin \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)}{3}$

$\mathrm{\Δ}{I}_{1i}=\sqrt{{\mathrm{Re}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{1i}}^2+{\mathrm{Im}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{1i}}^2}$

${\mathrm{Re}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{2i}}=\frac{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Ai}}+{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Bi}}\cos \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)-{\mathrm{Im}}_{\mathrm{Bi}}\sin \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)+R{e}_{\mathrm{Ci}}\cos \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)-I{m}_{\mathrm{Ci}}\sin \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)}{3}$

${\mathrm{Im}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{2i}}=\frac{{\mathrm{Im}}_{\mathrm{Ai}}+{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Bi}}\cos \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)+{\mathrm{Im}}_{\mathrm{Bi}}\sin \left(\frac{4}{3}\mathrm{\π}\right)+R{e}_{\mathrm{Ci}}\cos \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)+I{m}_{\mathrm{Ci}}\sin \left(\frac{2}{3}\mathrm{\π}\right)}{3}$

$\mathrm{\Δ}{I}_{2i}=\sqrt{{\mathrm{Re}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{2i}}^2+{\mathrm{Im}}_{{\mathrm{\ΔI}}_{2i}}^2};$

其中为模态i正序的实部，为模态i正序的虚部，ΔI_1i为模态i的正序幅值，为模态i负序的实部，为模态i负序的虚部，ΔI_2i为模态i的负序幅值。

步骤4：当任一电流次同步分量幅值在不同时间窗内的变化趋势为发散，则发出跳闸命令切除线路；否则进入步骤5；

4.1选择两个不等长度的观测窗p和q，满足p＞3q/2，分别计算在观测窗p和q长度内的任一次同步模态幅值的平均值ΔI_i(p)和ΔI_i(q)，当ΔI_i(p)+0.01G_e＜ΔI_i(q)时，则认为次同步模态i在观测窗p内发散；

4.2连续判别k个时间窗p，若均有ΔI_i(p)+0.01G_e＜ΔI_i(q)，则认为次同步模态i发散，次同步发散保护保护动作出口。

步骤5：在设定的时间定值内分别判断各次同步模态幅值是否越限，当任一次同步模态幅值的持续越限时间超过设定的时间定值，则发出定时限保护动作信号切除输电线路或集电线路；否则进入步骤6。

步骤5中的电流定值取1～2倍的集电线CT二次额定电流，时间定值取2～3s。。

步骤6：将步骤3计算得到的各次同步模态的正序ΔI_1i和负序分量ΔI_2i等效为工频的正序I_1i和负序I_2i，并判断等效后的工频正序分量和负序分量是否超过反时限设定值，若在任一模态下的等效后的工频正序分量和负序分量越限即发出保护动作信号；

$I_{1i}={\mathrm{\ΔI}}_{1i}{\left(\frac{50-f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},I_{2i}=\mathrm{\Δ}{I}_{2i}{\left(\frac{50+f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},$

$[{\left(\frac{I_{2i}}{I_{\mathrm{Ge}}}\right)}^2+{\left(\frac{I_{1i}}{I_{\mathrm{Ge}}}\right)}^2-{2I}_{2\∞}^2]\·t>A_2$

式中：f_i为模态i的频率，f_i为模态i的频率，x为等效幂指数，取值范围1.1～1.5，I_2∞为线路长期允许的负序电流值，一般取0.1～0.15倍的CT二次额定电流值、I_Ge为CT二次电流额定值，A₂为允许系数，建议取10～25。

基于前述保护方法，本申请公开一种适应于风电厂SSO保护装置，装置结构如图2所示，包括电源模块(PW)、模拟量输入模块(PI)，控制器模块(CM)、数字量输出模块(DO)。装置对外通过以太网与人机接口通信，装置内部各个组件之间采用DP-NET通讯网络。所述电源模块为模拟量输入模块、控制器模块、数字量输出模块提供电源输入；模拟量输入模块、控制器模块、数字量输出模块之间采用DP-NET通讯网络连接；所述模拟量输入模块用于采集输电线/集电线三相电流与三相电压信号，并分别从三相电流中提取各次同步分量，将计算结果以1kHz的频率传输至主控制器模块；主控模块处理各次同步模态信号，计算次同步电流的正序与负序分量，判断是否满足预设的保护动作判据，如果满足，向数字量输出模块下发动作信号；数字量输出模块接收动作信号后，通过切除线路实现对风机及风电厂的保护。

以下基于某线路发生小扰动后，装置的实施过程即本申请公开的次同步振荡保护方法进行详细说明：

步骤1：PI板卡以1000Hz的采样率采集三相电流信号，如图3所示。

步骤2：PI板卡完成三相各次同步模态分量的提取，后续以将A相电流划分5个次同步频率范围并提取次同步模态进行说明：

1)以划分5个频率范围分别为，10～15Hz，16～21Hz，22～27Hz，28～33Hz，34～39Hz；

2)采用如下的带通滤波器原型计算五个带通滤波器系数，带通参数设计如表1：

$H\left(s\right)=\frac{s/{\mathrm{\ω}}_P}{1+6\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_P^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_P)}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}{1+4\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_{B1}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2}{1+4\mathrm{\πs}/{\mathrm{\ω}}_{B2}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2};$

表1 滤波器参数表

滤波带宽	ωp	ωB1	ωB2
				10～15Hz	12.5	10	15
16～21Hz	18.5	16	21
				22～27Hz	24.5	22	27
28～33Hz	30.5	28	33
				34～39Hz	36.5	34	39

3)将工频电流采样值分别通过5个带通滤波器求取5个次同步分量序列；

4)计算5个次同步分量序列的幅值序列及相应频率；

5)对4)的频率进行筛选：频率偏差1Hz内的两个序列取幅值较大的那组，频率偏差大于1Hz的直接保存并记录相应的模态频率；

图4.1，4.2，4.3为经过上述算法处理后A相各次同步电流模态实时序列，图5.1，5.2，5.3为A相各次同步模态幅值序列，与之对应的次同步模态频率分别为：19.5Hz，23.9Hz，34.6Hz。B相和C相的处理方法与A相相同；

步骤3：计算三相中相同次同步模态频率序列对应的正序和负序，图6.1和6.2分别为模态2的正序和负序分量序列；

步骤4：发散保护判断：以A相电流中次同步模态2，即23.9Hz对应的模态序列进行说明。

1)选择p＝10和q＝5，计算两种数据窗对应的均值序列，如图7所示。

2)选择k＝24，即连续判断1s内的均值序列是否均有Δi_m(p)+0.01＜Δi_m(q)，针对图7中数据的判定结果为发散；

步骤5：定时限保护判断：取定时限幅值定值2.5I_Ge(I_Ge为二次侧额定电流，取值5A),时间定值1.6s，依次判断三相各模态幅值的持续时间可知：任一模态均不满足动作条件，定时限保护不出口；

步骤6：反时限保护判断：取x＝1.6，f为各模态频率，采用下式分别计算不同模态的正负序等效到工频的正负序分量：

$I_{1i}={\mathrm{\ΔI}}_{1i}{\left(\frac{50-f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},I_{2i}=\mathrm{\Δ}{I}_{2i}{\left(\frac{50+f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}}$

取I_2∞＝0.12、I_Ge＝5，A₂＝10，T＝0.6，按照以下公式判断任一模态i是否超过反时限设定值，计算结果表明：该扰动下反时限判据不满足，保护未出口。

$[{\left(\frac{I_{2i}}{I_{\mathrm{Ge}}}\right)}^2+{\left(\frac{I_{1i}}{I_{\mathrm{Ge}}}\right)}^2-{2I}_{2\∞}^2]\·T>A_2$

注：以上三个保护判据分别对应不同的DO通道，当任一保护判据满足时，通过DO进行告警和跳闸。

Claims (6)

1.一种风电厂次同步振荡保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：采集风电厂各输电线或集电线的PT二次侧三相电压与CT二次侧三相电流；

步骤2：从所采集的三相电流采样值提取次同步分量序列，并确定最终的次同步模态个数m；

步骤3：实时计算在每一次同步模态下的三相电流中次同步分量的正序和负序分量；

步骤4：当任意一个次同步分量幅值在不同时间窗内的变化趋势为发散，则发出跳闸命令切除线路；否则进入步骤5；

步骤5：在设定的时间定值内分别判断各次同步分量幅值是否越限即判断是否超过设定限值，当任一次同步分量幅值的持续越限时间超过设定的时间定值，则发出定时限保护动作信号切除输电线路或集电线路，否则进入步骤6；

步骤6：将步骤3计算得到的各次同步分量的正序ΔI_1i和负序分量ΔI_2i等效为工频的正序I_1i和负序I_2i，并判断等效后的工频正序分量和负序分量是否超过反时限设定值，若在任一模态下的等效后的工频正序分量和负序分量越限即发出保护动作信号；

$I_{1i}={\mathrm{\ΔI}}_{1i}{\left(\frac{50-f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},I_{2i}={\mathrm{\ΔI}}_{2i}{\left(\frac{50+f_i}{100}\right)}^{\frac{x}{2}},$

$\[{\left(\frac{I_{2i}}{I_{Ge}}\right)}^2+{\left(\frac{I_{1i}}{I_{Ge}}\right)}^2-2I_{2\mathrm{\∞}}^2\]\·t>A_2$

式中：f_i为模态i的频率，x为等效幂指数，I_2∞为输电线或集电线长期允许的负序电流值、I_Ge为输电线或集电线CT二次电流额定值，A₂为预先设定的越限允许系数。

2.根据权利要求1所述的风电厂次同步振荡保护方法，其特征在于：

在步骤2中，按照以下方式确定最终的次同步模态：

2.1划分n个次同步频率范围；

2.2根据如下的带通滤波器原型计算对应2.1中n个次同步频率范围对应的n个带通滤波器，其中ω_p为带通中心频率，ω_B1、ω_B2为相应的带通区间的两个截止频率；

$H\left(s\right)=\frac{s/{\mathrm{\ω}}_P}{1+6\mathrm{\π}s/{\mathrm{\ω}}_P^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_P)}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}{1+4\mathrm{\π}s/{\mathrm{\ω}}_{B1}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B1})}^2}\frac{1+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2}{1+4\mathrm{\π}s/{\mathrm{\ω}}_{B2}^2+{(s/{\mathrm{\ω}}_{B2})}^2};$

2.3将工频电流采样值分别通过n个带通滤波器求取n个电流次同步分量序列；

2.4计算n个电流次同步分量序列的幅值及相应频率；

2.5对2.4中的n个电流次同步分量序列按照频率进行筛选，在频率偏差处于1Hz内几个次同步分量序列中，保留幅值最大的次同步分量作为一个次同步模态，舍弃其它幅值较小的次同步分量；对于频率偏差大于1Hz的次同步分量序列，则分别对应不同的次同步模态，最终确定m个次同步模态序列，其中m小于等于n。

3.根据权利要求1或2所述的风电厂次同步振荡保护方法，其特征在于：

在步骤4中按照以下方式判断某一次同步模态是否发散：

3.1选择两个不等长度的观测窗p和q，满足p＞3q/2，分别计算在观测窗p和q长度内的任一次同步模态i的次同步分量幅值平均值ΔI_i(p)和ΔI_i(q)，当ΔI_i(p)+0.01I_Ge＜ΔI_i(q)时，则认为次同步模态i在观测窗p内发散；

3.2连续判别k个时间窗p，若均有ΔI_i(p)+0.01I_Ge＜ΔI_i(q)，则认为次同步模态i发散，输电线或集电线的保护动作出口。

4.根据权利要求1所述的风电厂次同步振荡保护方法，其特征在于：

在步骤5中，判断各次同步分量幅值是否越限的设定限值取1～2倍的输电线或集电线CT二次额定电流，所设定的时间定值取2～3s。

5.根据权利要求1所述的风电厂次同步振荡保护方法，其特征在于：

在步骤6中，x取值范围为1.1～1.5，I_2∞取0.1～0.15倍的CT二次额定电流值，A₂取10～25。

6.一种应用权利要求1-5中任一项权利要求所述次同步振荡保护方法的风电厂次同步谐振/次同步振荡保护装置，包括电源模块(PW)、模拟量输入模块(PI)、控制器模块(CM)、数字量输出模块(DO)；其特征在于：

所述电源模块为模拟量输入模块、控制器模块、数字量输出模块提供电源输入；

模拟量输入模块、控制器模块、数字量输出模块之间采用DP-NET通讯网络连接；

所述模拟量输入模块用于采集输电线/集电线三相电流与三相电压信号，并分别从三相电流中提取各次同步分量，将计算结果以1kHz的频率传输至主控制器模块；

主控模块处理各次同步模态信号，计算次同步电流的正序与负序分量，判断是否满足预设的保护动作判据，如果满足，向数字量输出模块下发动作信号；

数字量输出模块接收动作信号后，通过切除线路实现对风机及风电厂的保护。