基于故障主动控制的海上风电交流汇集线路时域距离保护

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作者 郑涛 章若竹 +1 位作者 吕文轩 刘森 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期122-138,共17页

海上风机通过电缆线路与海上模块化多电平换流器(MMC)相连接,构成海上风电交流汇集系统。由于海上风电交流汇集线路双端均为电力电子设备,基于双端通信的差动保护存在一定风险;其短路电流幅值受限、相位受控且具有大量谐波分量,基于工... 海上风机通过电缆线路与海上模块化多电平换流器(MMC)相连接,构成海上风电交流汇集系统。由于海上风电交流汇集线路双端均为电力电子设备,基于双端通信的差动保护存在一定风险;其短路电流幅值受限、相位受控且具有大量谐波分量,基于工频量的距离保护可靠性较低。鉴于此,该文提出一种故障主动控制下计及分布电容影响的时域距离保护方案。首先,提出降压限流控制策略,以避免海上MMC换流器在严重故障下的误闭锁;其次,为放大海上换流器故障特征并解决双端故障电流的相位差异导致单端距离保护性能下降的问题,利用海上MMC换流器的故障主动控制能力,通过锁相环调制特定频率的负序故障分量,该特定频率分量仅存在于换流器与故障点之间,从而避免了风机故障电流的影响;再次,充分考虑电缆分布电容的影响,基于线路π型模型推导故障微分方程,结合最小二乘法求解故障距离,并构造保护判据;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提方案的可行性及有效性。 展开更多

关键词 海上风电交流汇集线路 单端量保护 时域距离保护 线路分布电容 换流器故障主动控制

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针对海上风电场汇集线路单相接地故障的柔直侧新型距离保护方案 被引量：1

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作者 晁晨栩 郑晓冬 +5 位作者 叶海 刘中平 刘虎林 韩俊 张怀宇 邰能灵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期5899-5907,I0005,共10页

海上风电场汇集线路发生单相接地故障时,线路两侧短路电流分别由风电机组换流器和柔直换流器提供,由于正序、负序与零序网络串联,在传统大电网存在场景下不受控制影响的零序电流也将像正序和负序电流一样呈现幅值受限、相位受控特性,柔... 海上风电场汇集线路发生单相接地故障时,线路两侧短路电流分别由风电机组换流器和柔直换流器提供,由于正序、负序与零序网络串联,在传统大电网存在场景下不受控制影响的零序电流也将像正序和负序电流一样呈现幅值受限、相位受控特性,柔直侧距离保护无法正确识别单相接地故障。该文建立海上风电场汇集线路单相接地故障时的复合序网,分析汇集线路两侧故障特性,在不借助线路双端通信的前提下,利用柔直侧负序和零序电流准确求取风机侧零序电流。基于此,构建关于故障距离的方程,提出柔直侧新型距离保护方案,解决了双端均为逆变型电源的线路中零序电流受控导致距离保护性能下降的问题。此外,所提保护方案受风电场无功支撑策略、过渡电阻大小及性质影响小。测试结果表明,该保护方案可以准确识别海上风电场汇集线路区内外单相接地故障。 展开更多

关键词 海上风电场 柔性直流换流站 汇集线路 距离保护 单相接地故障 过渡电阻

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风电场汇集线路零序保护拒动事故分析 被引量：1

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作者 李润鑫 《水电与新能源》 2022年第3期49-53,共5页

风电场汇集线路接地故障发生较多,零序保护拒动时将会扩大停电范围,甚至引发大面积风电脱网事故。基于某电网风电场在2016年至2019年间汇集线路零序保护拒动事故分析,并以两起典型事故作简要说明,针对其暴露出的问题从工程施工验收、设... 风电场汇集线路接地故障发生较多,零序保护拒动时将会扩大停电范围,甚至引发大面积风电脱网事故。基于某电网风电场在2016年至2019年间汇集线路零序保护拒动事故分析,并以两起典型事故作简要说明,针对其暴露出的问题从工程施工验收、设备运行管理、人员培训等三方面提出防范措施,以避免类似事故的发生。 展开更多

关键词 风电场 汇集线路 零序保护 拒动事故

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适用于光伏场站汇集线路的高频突变量纵联保护 被引量：11

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作者 晁晨栩 郑晓冬 +5 位作者 桂强 叶海 刘中平 刘虎林 高飘 邰能灵 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期4607-4615,共9页

光伏发电单元输出电流相位受逆变器控制影响且呈现弱馈特性,导致光伏场站汇集线路电流差动保护和纵联保护无法正常工作。分析了光伏场站汇集线路的故障高频附加网络,提出高频突变量纵联保护。利用区内外故障时双端补偿电压大小关系不同... 光伏发电单元输出电流相位受逆变器控制影响且呈现弱馈特性,导致光伏场站汇集线路电流差动保护和纵联保护无法正常工作。分析了光伏场站汇集线路的故障高频附加网络,提出高频突变量纵联保护。利用区内外故障时双端补偿电压大小关系不同构建区内外故障识别判据。该保护方案具有较强的抗过渡电阻能力,动作迅速,对双端数据同步要求低,且不受逆变器控制策略影响。测试结果表明该保护方案可以准确识别区内外不同类型故障,且具有较强抗噪声干扰能力。 展开更多

关键词 暂态高频分量 纵联保护 光伏场站 汇集线路 过渡电阻

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基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护 被引量：3

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作者 孔祥敏 刘丽花 +2 位作者 张亮红 赵文越 马静 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期93-103,共11页

针对直驱风场汇集线路故障难以识别的问题,提出了一种基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护方法。首先,基于风机变流器控制系统与电气参数影响,结合元件在高频区段的暂态特性,建立由感性阻抗构成的风场汇集线路暂态高频模型。在此基... 针对直驱风场汇集线路故障难以识别的问题,提出了一种基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护方法。首先,基于风机变流器控制系统与电气参数影响,结合元件在高频区段的暂态特性,建立由感性阻抗构成的风场汇集线路暂态高频模型。在此基础上,建立区内外故障下的暂态高频网络,根据不同故障场景与保护安装处暂态高频能量的匹配特性,构建基于暂态高频能量方向差异的保护判据。最后,在RT-LAB仿真平台验证了所提方法在各种故障情况下,均能正确识别区内外故障,故障识别不受同步误差影响,耐过渡电阻能力强。 展开更多

关键词 直驱风场 控制策略 汇集线路 暂态能量 方向保护

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山地风电场汇集线路优化设计 被引量：3

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作者 党锁刚 李凯 李俸祺 《航天制造技术》 2016年第1期52-55,共4页

依托华电靖远五合、贾寨柯200MW风电场35k V汇集线路工程设计方案,结合施工运行中存在的问题,从路径、导线、终端杆塔T接箱变方案以及山地风场特有的空气乱流影响等方面,对山地风场集电线路的优化设计展开探讨,并研究出具体的补救和预... 依托华电靖远五合、贾寨柯200MW风电场35k V汇集线路工程设计方案,结合施工运行中存在的问题,从路径、导线、终端杆塔T接箱变方案以及山地风场特有的空气乱流影响等方面,对山地风场集电线路的优化设计展开探讨,并研究出具体的补救和预防措施。 展开更多

关键词 山地风场 汇集线路 优化设计

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基于暂态负序电流积聚量比值的海上风电交流汇集线路保护 被引量：3

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作者 郑涛 马家璇 +1 位作者 吕文轩 庄心怡 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期137-144,共8页

海上风电经柔性直流送出系统交流汇集线路发生不对称故障时,线路因两侧换流器采用负序抑制策略而呈现微弱故障特征,导致常规工频量交流保护性能下降。文中首先分析了海上交流汇集线路发生不对称故障时的故障回路及区内、外故障下负序电... 海上风电经柔性直流送出系统交流汇集线路发生不对称故障时,线路因两侧换流器采用负序抑制策略而呈现微弱故障特征,导致常规工频量交流保护性能下降。文中首先分析了海上交流汇集线路发生不对称故障时的故障回路及区内、外故障下负序电流的分布情况,发现连接于同一母线的故障线路与非故障线路的负序电流存在明显差异。进而通过构造负序电流积聚量,放大故障线路与非故障线路的负序电流幅值差异特征,提出了一种基于暂态负序电流积聚量比值的交流汇集线路保护方案。所提方案可实现故障线路的快速准确识别,具有一定的耐过渡电阻能力。最后,基于PSCAD/EMTDC平台进行了仿真验证,结果表明新方案具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 海上风电 交流汇集线路 保护 负序电流 积聚量

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35kV小电流接地系统风机电缆汇集线路接地或短路故障如何快速处理

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作者 刘斌斌 张中涛 《风力发电》 2015年第6期41-45,共5页

本文介绍了风电场风机电缆汇集线路发生接地或短路故障时，快速处理方法，尽快排查出故障点，消除故障，恢复机组运行，降低经济损失。

关键词 风电场 电缆汇集线路 接地或短路 快速处理

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山地光伏电站线路工程设计中改进无功补偿容量计算方式的研究 被引量：1

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作者 韩健民 张晓峰 张毛 《太阳能》 2024年第9期84-90,共7页

近年来,随着并网光伏电站数量及并网装机容量的迅速激增,光伏发电对电网的稳定和安全运行造成了较大影响,为了保证电网稳定性,无功补偿装置成为光伏电站必备设备之一。但在实际运行中发现,大多数光伏电站存在无功补偿容量配置过剩的问题... 近年来,随着并网光伏电站数量及并网装机容量的迅速激增,光伏发电对电网的稳定和安全运行造成了较大影响,为了保证电网稳定性,无功补偿装置成为光伏电站必备设备之一。但在实际运行中发现,大多数光伏电站存在无功补偿容量配置过剩的问题,导致项目投资成本增加。针对典型复杂山地光伏电站的无功补偿容量配置问题,考虑到汇集线路及送出线路工程的特殊性,结合光伏电站建设的经济性,通过理论计算分析的方式,在线路工程设计环节对无功补偿容量的计算方式进行了改进,并进行了对比计算。研究结果表明:1)增加送出线路的电缆敷设长度、降低送出线路架空线路长度、汇集线路负载分段计算均可以降低光伏电站无功补偿容量配置;2)采用改进后的计算方式可使光伏电站前期投资额节约数十万元,提升了光伏电站的整体收益。 展开更多

关键词 无功补偿容量 线路工程 山地光伏电站 工程计算改进 架空线路 汇集线路 变压器

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含光伏电站的并网系统线路故障测距研究 被引量：5

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作者 李召兄 吴丽 +3 位作者 吴兴全 李政 曾燕婷 卢继平 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期104-108,共5页

含有基于正序控制的光伏电站并网系统在发生单相短路故障时,对光伏电站外部和内部故障两种情形分别进行研究,提出了各自适应的故障测距算法。针对光伏电站外部故障,仅利用光伏电站对端系统的电气量信息,推导出了故障距离的解析表达式,... 含有基于正序控制的光伏电站并网系统在发生单相短路故障时,对光伏电站外部和内部故障两种情形分别进行研究,提出了各自适应的故障测距算法。针对光伏电站外部故障,仅利用光伏电站对端系统的电气量信息,推导出了故障距离的解析表达式,该方法不受对端系统阻抗变化的影响。对于光伏电站内部汇集线路故障,利用双端系统的电气量信息,推导出故障距离的解析表达式,不存在伪根问题,计算量小,无需搜索和迭代,鲁棒性强。MATLAB仿真结果表明,在光伏电站外部和内部故障两种情况下,所提方法均能够有效定位故障点,且不受过渡电阻的影响,测距精度高。 展开更多

关键词 故障测距 正序控制 光伏电站 汇集线路 过渡电阻

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规模化光伏并网系统暂态功率特性及电压控制 被引量：63

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作者 郑超 林俊杰 +2 位作者 赵健 盛灿辉 高峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1059-1071,共13页

规模化光伏发电是可再生能源利用的重要形式之一。由并联运行的光伏发电单元及长距离汇集线路组成的规模化光伏发电系统,其暂态功率特性将会显著影响电网受扰行为和光伏并网安全。该文建立光伏发电单元暂态仿真模型,并在PS D-BP A电力... 规模化光伏发电是可再生能源利用的重要形式之一。由并联运行的光伏发电单元及长距离汇集线路组成的规模化光伏发电系统,其暂态功率特性将会显著影响电网受扰行为和光伏并网安全。该文建立光伏发电单元暂态仿真模型,并在PS D-BP A电力系统分析软件中开发完善了仿真功能。在此基础上,指出交流电压受扰跌落时,光伏发电单元具有低电压大电流的运行特征,揭示了长距离汇集线路呈现出暂态无功负荷特性的机理,并评估了影响因素。基于此,提出改善汇集线暂态无功特性的技术措施。针对大容量光伏接入的青海海西电网,验证了差异化整定低压保护参数或主动拉停少量汇集线路2种控制措施对降低大规模光伏低电压无序脱网威胁的有效性。 展开更多

关键词 光伏发电 低压保护 暂态功率特性 并网系统 汇集线路 拉停线路 无序脱网

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考虑LVRT的风电场馈线短路电流特性与保护整定计算 被引量：18

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作者 武晗 孙建龙 +3 位作者 乔黎伟 乔颖 鲁宗相 阮佳阳 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期3019-3028,共10页

现行风电场汇集线路电流保护存在灵敏性高而选择性不足的问题,与风电并网的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)控制不匹配。论文首先推导了撬棒投入期间双馈风机的短路电流计算公式,阐明了考虑LVRT的双馈风机的短路电流特性。... 现行风电场汇集线路电流保护存在灵敏性高而选择性不足的问题,与风电并网的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)控制不匹配。论文首先推导了撬棒投入期间双馈风机的短路电流计算公式,阐明了考虑LVRT的双馈风机的短路电流特性。然后利用IEC60909标准等效电源法推导了风电机组故障、馈线故障和馈线外部故障三类故障下的馈线短路电流计算公式,得到馈线短路电流与故障点位置、接入电网强度、公共连接点电压跌落程度等因素的关系,给出了馈线短路电流随着故障点位置、接入电网强度变化的曲线。基于上述理论分析最终提出了一种与LVRT配合的馈线电流保护整定方案,并根据模型仿真结果进行了整定计算实例分析。 展开更多

关键词 风电场 汇集线路保护 低电压穿越 馈线短路电流 馈线电流保护整定

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海上风电柔直换流站负序电流参考值选取及保护适应性分析 被引量：10

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作者 郑涛 庄心怡 吕文轩 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期133-141,共9页

对于海上风电经柔性直流送出系统中的交流汇集线路,线路两侧均为电力电子换流器,故障电流受换流器控制影响呈现幅值受限且相位不定的特征,常规继电保护难以适应。针对海上模块化多电平换流器(MMC)换流站,采取负序电流抑制与负序电流注... 对于海上风电经柔性直流送出系统中的交流汇集线路,线路两侧均为电力电子换流器,故障电流受换流器控制影响呈现幅值受限且相位不定的特征,常规继电保护难以适应。针对海上模块化多电平换流器(MMC)换流站,采取负序电流抑制与负序电流注入两种控制策略,分析了电流差动保护的适应性。当海上MMC换流站采取负序电流注入的控制策略时,电流差动保护可靠性与负序电流参考值大小密切相关,因此以提升差动保护可靠性为目标,提出了海上换流站负序控制电流参考值的确定原则,并进一步考虑负序电流参考值大小对交流汇集线路过电压的影响,最终确定了负序电流参考值的最佳选取范围。最后,在PSCAD/EMTDC中构建了相应的电磁暂态仿真模型,验证了所提负序电流注入及负序电流控制参考值选取原则的有效性和可行性。 展开更多

关键词 海上风电 交流汇集线路 模块化多电平换流器(MMC) 负序电流抑制 电流差动保护

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