选相及方向元件在风电接入系统中的适应性分析

对传统选相及方向元件在风电接入系统中的适应性进行了研究分析。传统选相和方向元件均基于故障序分量网络分析,故障期间风电系统正负序阻抗相差较大且幅值远大于常规电网的特点使得风电侧正负序电流分支系数具有较大偏差,从而造成了基于正负序电流分支系数近似相等的传统选相和方向元件并不适用于风电接入系统。PSCAD建模仿真和现场故障录波数据验证了适应性分析结论。最后基于适应性分析结论给出了风电接入系统的选相和方向元件建议。     

突变量保护对风电接入系统的适应性分析

突变量保护在传统电力系统中得到了广泛应用,其对风电系统的适应性值得深入研究。为此,对突变量保护的判据进行分析,得出其最佳适应条件,针对该适用条件结合建模仿真和现场故障录波数据对风电系统进行故障特征分析,进而研究突变量保护对风电接入系统的适应性。理论分析结果表明,背侧系统正序阻抗稳定或正负序阻抗基本相等是突变量保护的最佳应用条件;在风电系统发生故障时,风场侧等值电源的正负序阻抗不相等,且正序阻抗有较大波动,该特征将使风电系统中的突变量保护元件工作于非最佳应用条件,其保护性能大大降低。突变量保护应用于风电系统时应选择牺牲灵敏度的保守整定。     

适应于风电接入系统的抗高阻接地时域方程距离保护研究

双馈风电接入系统带来的高次谐波、频率偏移等故障特性使传统工频量距离保护适应性存在问题。基于时域距离保护原理较适用于风电系统送出线,但在送出线发生单相经高阻接地故障时,易发生距离I段区内拒动现象,保护适应性存在问题。提出了一种抗高阻接地时域方程距离保护原理。基于时域距离保护原理,通过对时域方程进行重构,增加过渡电阻待识别量,从原理上解决了时域距离保护未充分考虑过渡电阻所带来的不利影响的问题。仿真结果表明,该原理能较好地适用于风电系统送出线,并且有效地避免了风电系统送出线距离I段区内发生单相经高阻接地故障时距离保护拒动的现象。     

风电系统距离Ⅲ段保护动作特性分析

研究了异步发电机对输电线路距离Ⅲ段保护动作特性的影响.基于设定的定子电压,给出异步发电机理论阻抗.建立区分定、转子回路的风电系统潮流算法,计算异步发电机实际阻抗.根据风电系统节点电压对输入机械功率的灵敏度,以及保护动作裕度对节点电压的灵敏度,建立保护动作裕度对输入功率的线性关系.计算结果表明:异步发电机呈现负电阻、正电抗特性,使得线路远风电场节点测量阻抗类似反向故障;输入机械功率增加和定子电压降低,将减小异步发电机阻抗模值,降低保护动作裕度;风电场附近负荷增长,可能大幅降低线路远风电场节点距离Ⅲ段保护动作裕度.     

大规模风电接入后智能电网调度技术支持系统适应性研究

从模型、算法、接口、策略等多个方面对大规模风电接入后智能电网调度技术支持系统适应性进行分析,重点论述风电场等值、短路电流计算、安全校核等应用功能。从电网模型与数据、控制策略、政策法规3个方面,探讨智能电网调度技术支持系统发展需求。     

风电T接双电源系统对距离保护的影响分析

风电并网影响接入系统距离保护测量阻抗及保护动作特性,风电T型接入对保护的影响有其特殊性。推导风电T接双电源系统距离保护测量阻抗公式,研究故障点位置、风电场运行方式及过渡电阻对风电T接线路距离保护测量阻抗的影响,并讨论上述因素对本段距离保护和下段距离保护的影响。以新疆某地区风电T接系统为算例,仿真验证了理论分析的正确性。研究成果可为风电T接电网的继电保护配置和整定提供依据,具有一定的实际应用价值和意义。     

基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护

传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响,基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响,当故障发生在风电系统长距离送出线时,可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此,提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型,通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息,代入时域故障测距方程中,求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理不受长距离送出线分布电容的影响,具有较强的抗过渡电阻性能,优越于基于集中参数模型时域距离保护。     

风电接入对继电保护的影响（六）——风电场送出线路距离保护影响分析

从感应发电机基本原理出发,在转子转速旋转磁场坐标下,建立感应发电机简化三阶动态模型。从电路角度分析了风电场送出线电压、电流主频不同的机理,因此依据工频傅氏算法的相量距离保护元件的动作性能受到严重影响。利用Prony等算法分别提取保护安装处电压、电流工频及转速频率分量,可以准确测量出故障线路阻抗;基于线路时域微分方程模型的解微分方程算法距离元件不受信号频率影响。PSCAD／EMTDC仿真结果验证了分析的正确性。（详见2013年第33卷第6期）     

风电接入对继电保护的影响（六）——风电场送出线路距离保护影响分析

从感应发电机基本原理出发,在转子转速旋转磁场坐标下,建立感应发电机简化三阶动态模型。从电路角度分析了风电场送出线电压、电流主频不同的机理,因此依据工频傅氏算法的相量距离保护元件的动作性能受到严重影响。利用Prony等算法分别提取保护安装处电压、电流工频及转速频率分量,可以准确测量出故障线路阻抗;基于线路时域微分方程模型的解微分方程算法距离元件不受信号频率影响。PSCAD／EMTDC仿真结果验证了分析的正确性。（详见2013年第33卷第6期）     

风电接入对继电保护的影响(六)——风电场送出线路距离保护影响分析

从感应发电机基本原理出发,在转子转速旋转磁场坐标下,建立感应发电机简化三阶动态模型。从电路角度分析了风电场送出线电压、电流主频不同的机理,因此依据工频傅氏算法的相量距离保护元件的动作性能受到严重影响。利用Prony等算法分别提取保护安装处电压、电流工频及转速频率分量,可以准确测量出故障线路阻抗;基于线路时域微分方程模型的解微分方程算法距离元件不受信号频率影响。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了分析的正确性。     

电力系统接入风电场后的暂态稳定分析

为了深入研究风电场接入电网后的暂态稳定特性,结合风力发电机组自身的暂态特性,提出以线路临界故障清除时间、故障时风力发电机接入母线电压为指标,研究了发生外部三相短路故障时对电力系统本身和风力发电机组的影响;对比分析了在同一接入点分别接入不同容量的风电场时系统对应的稳定特性和对风电场母线电压的冲击,以及风机接入不同的节点时对这二者的不同影响程度;讨论了风电场与系统接入点发生故障后对各母线电压的影响;在充分考虑了电网的静态安全约束以及受到大扰动情况下动态安全的要求,为确定风电场最佳接入系统容量提供了依据。     

基于PSASP/UPI的含风电场电力系统短路故障分析

风电场机组装机容量正逐年增加,而大规模风电接入系统对电力系统影响较大,因此研究系统故障以及风电保护配置对电网稳定运行很重要.通过对双馈异步风力发电机进行动态建模,在电力系统分析综合程序PSASP/UPI 6.28环境下,实现了风电系统的短路故障仿真,在此基础上分析了不同短路点对称和不对称故障状态下风电系统的电压、电流以及短路容量对风电并网暂态稳定性的影响等.研究结果表明风电场继电保护整定时应考虑这些影响因素,以提高风电场继电保护动作的有效性和可靠性.     

含储能系统的风电场联络线距离保护研究

由于受风速等自然因素影响,导致并网的风电场有功功率波动,严重影响电网的电能质量,给系统的稳定运行带来严峻挑战。为了减小风电场出力波动,提出在永磁直驱(PMSG)风电场PCC点加入直接功率控制的钒液流电池(VRB)储能系统的新拓扑结构来平抑风电场出力波动的方案。通过对比分析加储能系统前后风电场故障特性,提出含储能系统的风电场联络线自适应距离保护方案。最后仿真验证了提出方案的有效性和可行性。     

Protection of Large-scale Wind Power Integration

More and more large capacity wind power will be integrated into power system in the future,and certain technical challenges will emerge due to the fluctuation characteristics of wind power and the complex control of power electronic devices inside the wind turbines(e.g.,low voltage ride through(LVRT)).By comparing a wind power integration grid with a hydropower integration grid,the special transient phenomena caused by the wind power integration is studied and simulation results are presented.Furthermore,the potential impacts on the traditional protection are discussed.Results show that the special transient phenomena can decrease the sensitivity,reliability and operation speed of conventional protections.     

风电场联络线距离保护的自适应整定方法

风力发电自身的特殊性导致其输电线路保护难以整定。文章分析了风电场和电网联络线的距离保护随电源电势幅值比、电势相位差、电源等效阻抗、系统频率等参数变化时的动作特性,并基于风电场侧的实时电流和电势与参与发电的发电机信息,提出了仅利用风电场侧信息量自适应整定保护动作边界的方法。仿真结果表明这种自适应整定方法具有优良的性能。     

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。     

风电并网对电力系统的影响

风速具有波动性和间歇性,导致风力发电具有较强的不确定性.为确保电力系统的安全、稳定运行,研究风电并网对电力系统的影响是非常必要的.介绍了国内外风电发展现状,综述了大型风电场并网对电力系统造成的影响及其补救措施.