CN112350285B - 适应于新能源接入电网的过电压保护方法 - Google Patents

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Abstract

一种适应于新能源接入电网的过电压保护方法，包括如下步骤：过电压保护装置正常运行时，对所述过电压保护装置的电压、电流进行实时计算，并进行启动判别；所述过电压保护装置根据电压的波形特征，分别设置不同的启动判据，当满足一定条件时，保护投入过电压瞬时值判据，否则保护投入工频过电压判据。本发明利用保护装置的采样点瞬时值进行判别输电线路过电压，并考虑了频率偏移对保护采样的影响，解决了输电线路谐波对过电压保护动作可靠性的影响，并解决了由于谐波含量大造成的过电压保护动作灵敏度低的问题，保证了过电压保护的可靠性。

Description

适应于新能源接入电网的过电压保护方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种适应于新能源接入电网的过电压保护方法。
背景技术
我国光伏、风力等新电源发电资源分布在中西部，而用电负荷中心分布在东部沿海，随着电力新能源的发展，需要建立远距离的特高压输电走廊将新能源大规模接入电网，新能源接入电网与传统电网在运行方式、故障特征等方面存在明显的差异。随着大规模新能源接入电力系统，改变了传统交流电网继电保护的运行背景，对现有的继电保护适应性提出了新的要求。在本发明之前，新能源送出线路发生过电压时，由于谐波含量较大，对工频过电压保护影响较大，会降低过电压保护动作可靠性，因此有必要对过电压保护的启动和动作方法进行改进提升。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种适应于新能源接入电网的过电压保护方法，利用保护装置的采样点瞬时值进行判别输电线路过电压，并考虑了频率偏移对保护采样的影响，解决了输电线路谐波对过电压保护动作可靠性的影响，并解决了由于谐波含量大造成的过电压保护动作灵敏度低的问题，保证了过电压保护的可靠性。
本发明采用如下的技术方案实现：
一种适应于新能源接入电网的过电压保护方法，包括如下步骤：
步骤S100，过电压保护装置正常运行时，对所述过电压保护装置的电压、电流进行实时计算，并进行启动判别；
步骤S200，所述过电压保护装置启动后，当I1φ＜0.04*In或者
Figure BDA0002868556030000028
时，保护投入过电压瞬时值判据，否则保护投入工频过电压判据，Iφ_zh为按相计算的电流有效值，包含1-11次谐波在内，计算公式为：
Figure BDA0002868556030000021
φ为A相、B相、C相，α取值为0.05，
Figure BDA0002868556030000022
为相电流的基波幅值，In为额定电流，
Figure BDA0002868556030000023
为n次谐波的相电流幅值，其中n取1至11中的某一整数。
进一步的，步骤S100中，所述进行启动判别的步骤包括：当|Uφ_zh-Uφ1|＞0.05*|Uφ1|时，过电压保护启动判据为：|Uφ1|＞0.9USET，当|Uφ_zh-Uφ1|≤0.05*Uφ1时，过电压保护启动判据为：|Uφ1|＞USET。
其中，Uφ_zh为按相计算的电压有效值，包含1-11次谐波在内，计算公式为：
Figure BDA0002868556030000024
Uφ1为按相计算的基波电压幅值，φ为A相、B相、C相，USET为过电压保护整定定值，
Figure BDA0002868556030000025
为n次谐波的相电压幅值，其中n取1至11中的某一整数。
进一步的，所述保护投入过电压瞬时值判据的步骤如下：
在所述过电压保护装置1周期的采样点数为N时，连续选取N+4个采样点序列进行判别，如果至少有一个采样点满足
Figure BDA0002868556030000026
置过电压瞬时动作标志，其中，
Figure BDA0002868556030000027
为相电压的瞬时采样值，β取1.414，N为1周期的采样点数；
进一步的，保护投入工频过电压判据的步骤如下：所述过电压保护装置实时计算相电压的基波幅值，当满足|Uφ1|＞USET，置投入工频过电压动作标志。
进一步的，在过电压保护装置启动后，且过电压保护瞬时值判据或过电压保护工频判据动作时，经整定的过电压保护延时后，过电压保护动作并跳开断路器。
与现有技术相比，本发明有如下有益的技术效果：
(一)、本发明提出了利用保护装置的采样点瞬时值进行判别输电线路过电压，并考虑了频率偏移对保护采样的影响，解决了输电线路谐波对过电压保护动作可靠性的影响；
(二)、随着新能源规模化集中接入，电网形态发生了较大变化，电力电子设备取代了传统的同步电机，新能源送出线路发生过电压时，由于谐波含量较大，对于工频过电压保护影响较大，降低传统的过电压保护可靠性，本发明解决了由于谐波含量大造成的过电压保护动作灵敏度低的问题，保证了过电压保护的可靠性；
(三)、本发明具有动作时间快、灵敏度高，不受谐波影响的优点。
附图说明
图1是本发明的过电压保护启动逻辑图；
图2是本发明的过电压保护动作逻辑图；
图3是本发明的过电压保护流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供了一种适用于新能源接入电网的过电压保护方法，该方法包括如下步骤，如图1所示：
步骤S100，过电压保护装置正常运行时，对所述过电压保护装置的电压、电流进行实时计算，并进行启动判别。
具体的，步骤S100中，所述进行启动判别的步骤包括：当|Uφ_zh-Uφ1|＞0.05*|Uφ1|时，过电压保护启动判据为：|Uφ1|＞0.9USET，当|Uφ_zh-Uφ1|≤0.05*Uφ1时，过电压保护启动判据为：|Uφ1|＞USET。
其中，Uφ_zh为按相计算的电压有效值，包含1至11次谐波在内，计算公式为：
Figure BDA0002868556030000041
Uφ1为按相计算的基波电压幅值，φ为A相、B相、C相，USET为过电压保护整定定值，
Figure BDA0002868556030000042
为n次谐波的相电压幅值，其中n取1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11。
步骤S200，所述过电压保护装置启动后，当I1φ＜0.04*In或者
Figure BDA0002868556030000043
时，过电压保护投入瞬时值判据，否则过电压保护投入工频判据，Iφ_zh为按相计算的电流有效值，包含1-11次谐波在内，计算公式为：
Figure BDA0002868556030000044
φ为A相、B相、C相，α取值为0.05，
Figure BDA0002868556030000045
为相电流的基波幅值，In为额定电流；
Figure BDA0002868556030000046
为n次谐波的相电流幅值，其中n取1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11。
具体的，所述保护投入过电压瞬时值判据的步骤如下：在所述过电压保护装置1周期的采样点数为N时，过电压保护对采样数据连续选取N+4个采样点进行判别，如果至少有一个采样点满足
Figure BDA0002868556030000047
置过电压瞬时动作标志，其中，
Figure BDA0002868556030000048
为相电压的瞬时采样值，β取1.414，N为1周期的采样点数；
具体的，保护投入工频过电压判据的步骤如下：所述过电压保护装置实时计算相电压的基波幅值，当满足|Uφ1|＞USET，置投入工频过电压动作标志。
在过电压保护装置启动后，且过电压保护瞬时值判据或过电压保护工频判据动作时，经整定的过电压保护延时后，过电压保护动作并跳开断路器。
综上所述，本发明提供了一种适应于新能源接入电网的过电压保护方法，包括如下步骤：步骤S100，过电压保护装置正常运行时，对所述过电压保护装置的电压、电流进行实时计算，并进行启动判别；步骤S200，所述过电压保护装置启动后，当I1φ＜0.04*In或者
Figure BDA0002868556030000051
时，保护投入过电压瞬时值判据，否则保护投入工频过电压判据，本发明利用保护装置的采样点瞬时值进行判别输电线路过电压，并考虑了频率偏移对保护采样的影响，解决了输电线路谐波对过电压保护动作可靠性以及过电压保护动作灵敏度低的问题。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.一种适应于新能源接入电网的过电压保护方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S100,过电压保护装置正常运行时，对所述过电压保护装置的电压、电流进行实时计算，并进行启动判别；
步骤S200，所述过电压保护装置启动后，当I1φ<0.04*In或者 时，保护投入过电压瞬时值判据，否则保护投入工频过电压判据，Iφ_zh为按相计算的电流有效值，包含1-11次谐波在内，计算公φ为A相、B相、C相，α取值为0.05，为相电流的基波幅值,In为额定电流，为n次谐波的相电流幅值，其中n取1至11中的某一整数；
步骤S100中,所述进行启动判别的步骤包括：当|Uφ_zh-Uφ1|＞0.05*|Uφ1|时，过电压保护启动判据为：|Uφ1|＞0.9USET，当|Uφ_zh-Uφ1|≤0.05*Uφ1时，过电压保护启动判据为：|Uφ1|＞USET；
其中，Uφ_zh为按相计算的电压有效值，包含1-11次谐波在内，计算公式为：Uφ1为按相计算的基波电压幅值，φ为A相、B相、C相，USET为过电压保护整定定值，为n次谐波的相电压幅值，其中n取1至11中的某一整数。
2.根据权利要求1所述的适应于新能源接入电网的过电压保护方法，其特征在于，所述保护投入过电压瞬时值判据的步骤如下：
在所述过电压保护装置1周期的采样点数为N时，连续选取N+4个采样点序列进行判别，如果至少有一个采样点满足置过电压瞬时动作标志，其中，为相电压的瞬时采样值，β取1.414，N为1周期的采样点数。
3.根据权利要求2所述的适应于新能源接入电网的过电压保护方法，其特征在于，保护投入工频过电压判据的步骤如下：所述过电压保护装置实时计算相电压的基波幅值，当满足|Uφ1|＞USET置投入工频过电压动作标志。
4.根据权利要求3所述的适应于新能源接入电网的过电压保护方法，其特征在于，在过电压保护装置启动后，且过电压保护瞬时值判据或过电压保护工频判据动作时，经整定的过电压保护延时后，过电压保护动作并跳开断路器。
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