直驱风电场送出线路的正序电压极化距离保护适用性分析

新型电力系统发展背景下，故障特性发生深刻变化，基于同步机特性设计的继电保护面临严峻挑战。文中重点讨论了永磁直驱风机大规模交流送出线路中，以正序电压为极化电压的距离保护的适用性问题。计及并网逆变器的暂态穿越控制行为，分析了永磁直驱风机的故障特征，并重点研究了永磁直驱风机接入下以正序电压作为极化电压的线路阻抗继电器动作性能，讨论了不同穿越控制策略、不同系统工况对其动作性能的影响。研究发现，风电场侧相间继电器的可靠性会受直驱风机并网逆变器的故障穿越控制影响，且在不同无功补偿策略下表现不同：“增发无功、有功置零”的穿越方式下，相间阻抗继电器的可靠性较好；“增发无功、定有功”和“增发无功、限有功”的穿越方式下，相间阻抗继电器的可靠性会显著降低。此外“，增发无功、定有功”穿越方式下，相间阻抗继电器的可靠性还与稳定运行时的系统工况有关，风电出力越多，相间继电器可靠性越低。基于实时数字仿真系统搭建典型直驱风电场并网模型，通过大量实时仿真测试验证了理论分析的正确性。