风电场接地变及其中性点接地电阻的改进方案分析

结合某风电场,分析了当集电线路发生单相接地故障时的零序网络及其电容电流的计算方法,且当接地变及其接地电阻选取不合理时,将造成集电线路零序保护无法同时满足保护选择性与灵敏性的问题,并对设备和电网安全稳定造成威胁。综合经济性和可靠性要求,提出了交换两期工程接地变及调整中性点接地电阻达到继电保护整定要求。风电场的安全稳定运行证明该方案可行。     

风电场中性点接地电阻阻值优化方案研究

以某风电场为例,通过分析单相接地故障后集电线路的零序电流分布情况,发现中性点接地电阻阻值选择不合理时,集电线路零序电流保护不能同时满足灵敏性与选择性的要求。通过优化中性点接地电阻阻值和集电线路零序保护整定方法,达到了继电保护要求,提高了集电线路的运行稳定性。     

提高风电场集电线路保护选择性的方案探讨

针对目前风电场集电线路保护普遍没有选择性的问题,提出一种基于GOOSE网络的区域选择性联锁跳闸方案:在箱变高压侧装设断路器,箱变及集电线路采用具有嵌入式IEC61850通信功能、支持高速GOOSE对等通信的数字化保护装置,箱变与集电线路主保护之间利用GOOSE网络传输联锁跳闸信号.经分析,该方案可提高集电线路保护的选择性,缩短集电线路主保护的跳闸时间,避免因1台箱变故障而使整个集电线路跳闸事故的发生,能够提高风电场运行的安全性和稳定性.     

风电场单相接地引起全场停电的原因分析

针对某风电场集电线路CT下口单相接地故障造成的全风场停电事故,通过分析故障过程、故障历史记录、现场保护装置及设备情况等,找出故障原因,并为继电保护整定计算提供依据,最后结合规程规范要求采取相应防范措施,使风电场运行更可靠。     

风电场集电线路单相接地故障柔性电压消弧与动态保护新原理

为解决风电场集电系统长期存在的线路单相接地故障处理难题,提出风电场中性点柔性接地方式,理论推导获得柔性接地风电场三序等效电路,与集电线路单相接地故障复合序网模型,建立风电场零序电压柔性调控理论,提出集电线路单相接地故障柔性电压消弧方法,可主动将故障点电压及故障残流迅速抑制到零,实现单相接地故障电弧的可靠消除。进一步提出基于零序电流动态增量的高阻故障辨识与保护方法,通过柔性调控零序补偿电流,逐渐放大故障残流,实现永久性单相接地故障的灵敏感知与保护。利用PSCAD/EMTDC搭建含双馈异步风电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)的规模化风电场模型,模拟多种运行与故障条件对所提方法进行验证,仿真结果表明,该方法能够在考虑系统不平衡电压的情况下精准调控集电线路故障点电压,实现瞬时性单相接地故障快速可靠消弧,动态感知并持续抑制永久性单相接地故障残流,实现集电线路高阻接地故障的灵敏保护。该技术有望提升风电场运行灵活性与故障防御能力,有力保障新能源电能外送的持续性、可靠性。     

一例风电场35kV集电线路雷击跳闸事件的浅析

根据故障发生时保护装置监测数据和故障录波装置波形,对一例风电场35 kV集电线路雷击跳闸事件进行了分析,得出了发生跳闸的具体原因,并提出了具体的防范措施,对风电场防雷设计及雷电跳闸分析具有借鉴意义。     

风电场集电线路故障原因分析及预控措施

随着风电装机容量和并网规模的不断扩大,提高风电供应的稳定性具有重要意义。集电线路是风电场中的重要设备,若风电场集电线路出现故障,则会导致风机脱网,造成大量电量损失,影响风电供应的稳定性。因此,加强风电场集电线路故障原因的研究,针对存在的问题,采取针对性的处理与预防措施具有重要意义。结合实际案例,探讨某风电场集电线路发生故障的原因,并采取整改措施,以确保风电场安全稳定运行,发挥其最大经济效益。     

基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究

目前的定值整定工作中往往将风电场作为负荷或常规电源进行分析计算,已经导致了多起事故,因此深入研究风电场的故障特征以及对系统继电保护的影响显得非常重要。首先,在双馈风机短路等值参数模型的基础上,研究了风机短路特性对集电线路保护的影响和集电线路继电保护整定值整定方法。其次,充分考虑了风机短路故障电流的影响,并提出了一套完整的集电线路系统继电保护定值整定方法。该方法分析了三相短路和两相短路的短路电流,提出了集电线路相间过电流保护和汇集线接地故障的零序电流保护的整定原则和计算过程。该策略避免了风机发生故障时产生的过电流对下游集电线路继电保护装置造成冲击和误动,目前已经在实际风电场得到了应用,验证了该方法的有效性。     

基于K-means聚类分析的风电场集电线路保护方法

为解决现有大规模风电场集电线路保护存在误动风险的问题,分析了具有低电压穿越能力双馈风机在故障条件下输出电流与机端电压跌落深度的内在关联,根据风机故障电流的成分特性,提出一种基于聚类分析的风电场集电线路保护策略。通过采集不同运行条件下的故障电流的直流分量、工频分量、转速频率分量等故障信息组成历史特征样本集,利用聚类算法刻画故障历史数据特征和类别属性,并采用距离相似度判据判定实时特征样本属性,从而实现集电线路保护判断。在DIgSILENT中搭建了规模化风电场模型,模拟多种集电线路故障情况。仿真结果表明在故障条件下该方法无须设定整定值,且不会受到风机馈出电流的影响造成非故障线路保护误动,有效地解决了风电场集电线路保护选择性失配的问题。     

不同馈线形式对风电场保护影响的研究

目前国内外风电场集电线路一般采用架空线、电缆直埋和架空线与电缆混合等不同类型线缆,为了研究不同类型并网风电场采用不同馈线形式时对风电场保护的影响,在Matlab/Simulink下建立了含恒速异步和变速双馈风电场的电力系统仿真模型,基于不同类型风电机组构成的风电场内部集电线路分别采用架空线和直埋电缆,分析了当风电场集电线发生故障时风电场等效电路和集电线末端继电器测得的短路电压和电流,研究了不同类型集电线故障时对风电场保护的影响。仿真分析结果表明:风电场集电线路故障时,不同类型的风电场和相同风电场内部采用不同类型集电线路时,对风电场保护的影响也有所不同。     

恒速恒频风电场并网对现有继电保护的影响分析

在建立恒速恒频风电场数学模型基础上,采用PSCAD/EMTDC对包含风电场的单机无穷大系统发生三相接地故障时的情况进行了动态仿真,揭示出风场接入前后短路电流特性有很大不同。通过具体分析风场接入后电网电流保护、变压器保护和自动重合闸的动作行为,指出应改变相应继电保护及安全自动装置的配置以提高保护动作的可靠性。     

风电场35 kV电缆网络中性点接地方式研究

为研究风电场35 k V电缆网络中性点接地方式的适用性和可行性,针对电缆网络较大的对地电容电流水平,利用Matlab/Simulink软件建模仿真。给出了以贵州龙里风电场为工程背景、不同中性点接地方式下的运行特性,并提出了一种改进的、适合风电场35 k V电缆网络的中性点复合运行方式。复合方式以消弧线圈为基础,当接地电容电流水平小于100 A而发生单相接地故障时,先并中值电阻抑制系统暂态过电压,若为瞬时性故障,消弧线圈补偿后故障自动消除,若为非瞬时性故障则利用短时并入小电阻启动零序电流保护。而当接地电容电流水平大于100 A,发生单相非瞬时性接地故障时,直接利用小电阻的短时投入,启动零序电流保护装置快速切除故障。仿真结果表明,复合方式适应性强,且相关设备可按照相关绝缘水平进行选取,具有较高的可操作性。     

海上风电场MMC HVDC并网系统暂态行为分析

对于海上风电场模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)并网系统,提出风电场侧模块化多电平换流器通过双维度单环直接控制风电场集电系统交流电压的方法,有效控制集电系统交流电压并保持稳定。基于PSCAD/EMTDC建立整个海上风电场直流并网系统模型,进行相应仿真研究,针对风速变化、风电场集电系统故障、电网故障以及MMC-HVDC直流单极接地故障等几种情况进行暂态分析,并与交流并网系统暂态结果进行比较。研究结果表明,采用所述控制方法的并网MMC-HVDC系统在发生相应故障时能够保持稳定运行,验证了海上风电场MMCHVDC并网系统及相应控制方法的正确性和有效性。     

Research on optimal configuration strategyof energy storage capacity in gridconnectedmicrogrid

To coordinate the protection of PMSG (permanent magnet synchronous generator), collector circuits and outgoing lines, a comprehensive and improved protection method of PMSG based wind farms with LVRT (low voltage ride through) capability is proposed. The proposed method includes adding a short time delay to the collector network current protection zone I and a directional protective relaying to the collector network protection, installing grounding transformers and zero sequence current protection, and generator low-voltage protection action improvement. A LVRT scheme consisting of variable resistance dumping circuit, grid side dynamic reactive power control and reactive power compensation control is proposed. The fault characteristics of PMSG based wind farms are analyzed, and a PMSG based wind farm in Dabancheng, Xinjiang, is used as an example to analyze typical wind farm protection configuration, the setting values considering LVRT requirements, and the coordination problems. Finally, an improved wind farm protection coordination methodology is proposed and its validity is verified by simulation.     

Configuration and operation combinedoptimization for EV battery swappingstation considering PV consumptionbundling

Integration of electric vehicles (EVs), demand response and renewable energy will bring multiple opportunities for low carbon power system. A promising integration will be EV battery swapping station (BSS) bundled with PV (photovoltaic) power. Optimizing the configuration and operation of BSS is the key problem to maximize benefit of this integration. The main objective of this paper is to solve infrastructure configuration of BSS. The principle challenge of such an objective is to enhance the swapping ability and save corresponding investment and operation cost under uncertainties of PV generation and swapping demand. Consequently this paper mainly concentrates on combining operation optimization with optimal investment strategies for BSS considering multiscenarios PV power generation and swapping demand. A stochastic programming model is developed by using state flow method to express different states of batteries and its objective is to maximize the station’s net profit. The model is formulated as a mixed-integer linear program to guarantee the efficiency and stability of the optimization. Case studies validate the effectiveness of the proposed approach and demonstrate that ignoring the uncertainties of PV generation and swapping demand may lead to an inappropriate batteries, chargers and swapping robots configuration for BSS.     

高土壤电阻率沙地风电场的接地研究

针对江西地区沙地风电场土壤电阻率高的问题,对目前风电场普遍采用的深埋接地板、外引接地线、接地模块、单个风机接地网互连等接地方案在沙地风电场中的缺点进行了详细的分析。考虑接地工程对造价、施工周期的要求,在工程实践中进行积极探索和研究,推荐在沙地风电场接地工程中,采用钢接地棒、用洛阳铲做接地井、在风机场地下做三层地网等多种措施的联合实施方案。     

西北电网330kV尖樊线人工短路试验中接地距离保护适应性分析

以风电为代表的新能源场站的故障特征对传统距离保护的附加阻抗产生了新的影响,导致保护性能降低。而现有距离保护适应性研究缺乏对单相接地故障场景的分析。为此,结合西北电网于尖樊线进行的2次人工短路试验数据,基于多种控制策略下的风电场故障特征,分析单相接地故障下接地距离保护附加阻抗系数,进而判断保护适应性。研究发现网侧保护附加阻抗系数较小,两侧电源故障电流对保护影响较小;而风电场侧保护附加阻抗系数较大,两侧电源故障电流对保护影响较大,导致保护拒动。     

含分布式风电的变压器中性点经间隙接地对距离保护影响的分析与对策

低压侧有分布式风电的变压器中性点经间隙接地,发生单相接地短路故障时可能引起变压器中性点过电压,进而造成间隙击穿。通过分析间隙击穿对线路接地距离保护动作特性的影响,指出风电场侧接地距离保护II段存在着延迟动作甚至拒动的可能。提出了引入距离II段自保持信号和零序有流检测的接地距离II段保护改进方案。仿真分析验证了改进方案的有效性。     

基于LSTM神经网络的风电场集电线路单相接地智能测距

为解决风电场多分支、混合短线路中难以查找故障点的问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的风电场集电线路单相接地智能故障测距方法。首先,读取集电线路首端测量装置的电气量信息。其次,采用全相位快速傅里叶变换(apFFT)相位差校正法构建了风电场单相接地短路时的故障特征集合。然后,归一化风电场集电线路的故障数据,并训练深度学习LSTM神经网络以建立单端故障测距的预测模型。最后,通过LSTM神经网络故障定位器开展准确的故障定位。PSCAD/EMTDC实验结果表明,所提方法的预测精度高于反向传播神经网络和极限学习机方法,且在不同的故障距离和过渡电阻情况下均可行,适用于风电场集电线路的故障测距。