風電場接入電網(wǎng)的聯(lián)絡線保護方案研究.pdf

1、隨著能源危機的日益凸顯和自然環(huán)境的不斷惡化，風能作為可再生能源的重要形式，其開發(fā)和利用逐漸得到人們的重視。我國的風電資源主要集中在西北部地區(qū)，通常采用大規(guī)模集中化的方式接入電網(wǎng)，聯(lián)絡線作為連接風電場和大電網(wǎng)之間的關鍵通道，其繼電保護的正確動作對電網(wǎng)安全穩(wěn)定有著十分重要的意義。目前，風電場主要使用雙饋式異步風力發(fā)電機，當聯(lián)絡線出現(xiàn)短路故障時會表現(xiàn)出與傳統(tǒng)同步發(fā)電機完全不同的故障特征，這給聯(lián)絡線繼電保護的動作性能帶來了極大的影響。
　

2、　本文首先介紹了風電場接入電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構，然后借助對風力發(fā)電機暫態(tài)過程以及風電場三序網(wǎng)絡結構的理論推導，分析出風電場側表現(xiàn)出三個明顯的故障特征：風電場故障電流存在轉子頻率的交流分量，在三相短路和相間短路時尤為明顯；風電場的等效正序負序阻抗存在很大的差異；風電場的零序阻抗遠遠小于其正序、負序阻抗，具有明顯的弱電源特性。仿真分析驗證了上述結論。
　　其次，根據(jù)聯(lián)絡線繼電保護的配置方案，詳細研究了故障后電氣量對聯(lián)絡線繼電保護中光纖電流差

3、動保護元件、縱聯(lián)方向保護元件、距離保護元件和選相元件的影響。仿真證明聯(lián)絡線風場側保護的方向元件、距離保護元件無法正確動作，選相元件可能誤選相。
　　接下來，針對聯(lián)絡線選相元件可能誤選相的問題，本文引入負序阻抗角度修正的概念并基于此提出了一種改進序分量電流選相方法，仿真驗證了不同故障類型下改進選相算法均能夠正確選相；另外本文還驗證了傳統(tǒng)弱饋選相方案中穩(wěn)態(tài)電壓對稱分量法在風電場聯(lián)絡線保護的適用性。
　　針對距離保護元件無法正確動

4、作的問題，本文通過對非工頻分量回路的分析，提出了一種基于 TLS-ESPRIT參數(shù)辨識方法的改進距離保護算法，該方法通過辨識故障電氣量中交流分量的個數(shù)、求取交流分量的幅值頻率等信息實現(xiàn)測量阻抗的準確計算。仿真驗證了在不同故障類型，故障位置以及過渡電阻條件下改進距離保護算法均能夠正確動作，從而保證了距離保護元件的選擇性和可靠性。
　　最后，為了解決大規(guī)模風電接入帶來的保護離線整定困難問題，本文將猴群算法與容量加權法相結合，提出一種新