CN107294048A - 综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法，该方法包含以下步骤：1)从整定软件数据库获取包括新能源及柔性输电设备在内的电网模型、参数、方式数据；2)根据包括风电、光伏、光热、常规发电机的发电设备的额定功率信息设置相应的发电出力、电压，根据包括风电、光伏、光热的新能源设备以及包括UPFC、柔性直流输电的柔性输电设备的特性参数设置相应的运行数据，形成可以用于潮流计算的断面；3)进行潮流计算，如果计算失败则返回第二步再次调整发电设备的发电出力、电压、设备特性参数数值；4)根据设定的故障设备和故障类型，使用典型的设备暂态参数进行机电暂态仿真；5)计算故障点和电网中各个设备的电气量信息。
Description
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，尤其涉及到综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法。
背景技术
继电保护定值的整定计算工作中故障电流的计算是基础。现有继电保护定值整定软件计算故障电流的流程如下：
读取电网中所有设备的模型、参数和运行方式信息，形成用于计算的阻抗/ 导纳矩阵，根据需要计算的故障设备和故障类型对阻抗/导纳矩阵进行处理，得到故障点和电网中各个设备的的电流、电压，及测量阻抗等信息。
上述的计算模式在处理风电、光伏、包括UPFC、柔性直流输电的柔性输电电力电子设备特性时存在问题。这是由于现有整定软件在故障计算时采用的静态短路电流计算方法，该方法的本质是对根据电网设备参数形成的阻抗/导纳矩阵进行简单的处理得到相应的故障计算结果，在电网中仅存在母线、线路、变压器、发电机等传统设备的情况下，该方法是有效的。但如果电网中存在风电、光伏、柔性输电等电力电子设备时，该方法存在明显的缺陷。根本原因就在于风电、光伏、柔性输电等电力电子设备存在IGBT等电子器件及相应的复杂控制回路，其对外呈现的复杂特性已经无法用一个阻抗或者导纳来进行表达。此类设备在故障时对电网呈现的电流、电压特性与常规的发电机相比差别很大，对此类设备的准确的分析对传统的静态方法来说是一个无法逾越的障碍。
机电暂态仿真以潮流数据为基础。获取可以用于潮流计算数据的常规思路是从EMS系统获取电网的运行信息，包括设备的参数、运行状态、电压、电流、功率等，这些数据可以用来实现潮流计算，为机电暂态的故障计算打下基础。但在实际应用中往往难以实用化，主要的原因在于：1)EMS数据的建模范围与整定软件不一致；2)EMS数据对外网的处理方式与整定软件不一致；3)EMS中设备的命名与整定软件不一致。4)EMS数据的准确性、可靠性无法满足定值整定的需要；
发明内容
本发明的目的是，针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种考虑风电、光伏、柔性输电等电力电子设备特性的继电保护定值整定软件故障计算方法，其仿真结果更加接近实际测量值的故障电流。
本发明所采取的技术方案为：综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法，包含以下步骤：
1)从整定软件数据库获取包括新能源及柔性输电设备在内的电网模型、参数、方式数据；
2)根据包括风电、光伏、光热、常规发电机的发电设备的额定功率信息设置相应的发电出力、电压，根据包括风电、光伏、光热的新能源设备以及包括 UPFC、柔性直流输电的柔性输电设备的特性参数设置相应的运行数据，形成可以用于潮流计算的断面；
3)进行潮流计算，如果计算失败则返回第二步再次调整发电设备的发电出力、电压、设备特性参数数值；
4)根据设定的故障设备和故障类型，使用典型的设备暂态参数进行机电暂态仿真，避免了人工维护；
5)计算故障点和电网中各个设备的电气量信息。
进一步的，步骤1中所述新能源设备包括风电、光伏、光热设备，柔性输电设备包括UPFC、柔性直流输电。
进一步的，步骤2中所述发电设备包括常规发电机、风电、光伏、光热。
进一步的，步骤5中所述电气量信息包括电流、电压、测量阻抗。
采用上述方案后，本发明的有益效果是：
1)以整定软件数据库的数据为依托，不依赖于EMS的数据，提高了系统的可维护性和实用性；
2)使用典型的设备暂态参数进行计算，与常规整定软件相比用户需要额外维护的仅有风电、光伏的设备类型、额定功率等少量信息，没有增加维护工作量；
3)采用了机电暂态仿真的方法对风电、光伏等电力电子设备进行仿真，保证了故障计算的准确性；
4)可根据新设备的不同特性开发新的模块进行支持和扩展。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图1，对本发明的技术方案进行详细说明。
该方法包含以下步骤：
1)从整定软件数据库获取电网的模型、参数、方式数据，包括风电、光伏、光热、柔性输电等电力电子设备的信息。
2)根据包括常规发电机、风电、光伏、光热的发电设备的额定功率信息设置相应的发电出力、电压数据，根据包括风电、光伏、光热的新能源设备以及包括UPFC、柔性直流输电的柔性输电设备的特性参数设置相应的运行数据，形成可以用于潮流计算的断面。
3)进行潮流计算，如果计算失败则返回第二步再次调整发电设备的发电出力、电压等数值。
4)根据设定的故障设备和故障类型，使用典型的设备暂态参数进行机电暂态仿真，避免了人工维护。
5)计算故障点和电网中各个设备的电流、电压，及测量阻抗等信息。
Claims (4)
1.综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法，其特征在于包含以下步骤：
1)从整定软件数据库获取包括新能源及柔性输电设备在内的电网模型、参数、方式数据；
2)根据包括风电、光伏、光热、常规发电机的发电设备的额定功率信息设置相应的发电出力、电压，根据包括风电、光伏、光热的新能源设备以及包括UPFC、柔性直流输电的柔性输电设备的特性参数设置相应的运行数据，形成可以用于潮流计算的断面；
3)进行潮流计算，如果计算失败则返回第二步再次调整发电设备的发电出力、电压、设备特性参数数值；
4)根据设定的故障设备和故障类型，使用预先设置的设备暂态参数进行机电暂态仿真，避免了人工维护；
5)计算故障点和电网中各个设备的电气量信息。
2.如权利要求1所述的综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法，其特征在于：步骤1中所述新能源设备包括风电、光伏、光热设备，柔性输电设备包括UPFC、柔性直流输电设备。
3.如权利要求1所述的综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法，其特征在于：步骤2中所述发电设备包括常规发电机、风电、光伏、光热。
4.如权利要求1所述的综合考虑新能源及柔性输电故障特性的保护定值整定方法，其特征在于：步骤5中所述电气量信息包括电流、电压、测量阻抗。
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