本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護，并且更具體地，涉及一種新能源并網線路的自適應差動保護方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、新能源場站經交流電網送出系統(tǒng)中，新能源呈現(xiàn)弱饋特性，并網線路故障后，新能源所提供的故障電流幅值受限、相位受控。新能源非線性的故障特征嚴重影響并網線路差動保護的動作性能，亟需研究能夠提高可靠性與靈敏性的新能源并網線路保護新原理。

2、為改進傳統(tǒng)差動保護的動作性能，目前國內外學者做出了一定研究。根據新能源并網線路兩側故障電流的幅值比識別線路區(qū)內外故障，但該保護原理的動作靈敏度會隨新能源占比的增加而顯著下降。根據分布式電源接入線路兩側故障電流的幅值比調節(jié)制動系數的自適應標積式差動保護原理增大了傳統(tǒng)差動保護的動作區(qū)，但仍然不能準確識別出高比例新能源接入情況下所有線路區(qū)內故障。

3、因此，需要發(fā)明一種新能源并網線路的自適應差動保護方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種新能源并網線路的自適應差動保護方法及系統(tǒng)，以解決如何高效地對新能源并網線路進行保護的問題。

2、為了解決上述問題，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種新能源并網線路的自適應差動保護方法，所述方法包括：

3、分別獲取并網線路系統(tǒng)側保護安裝處的系統(tǒng)側電壓和系統(tǒng)側電流，以及新能源側保護安裝處的新能源側電壓和新能源側電流；

4、分別基于所述系統(tǒng)側電壓和新能源側電壓計算并網線路兩側每一相的相電壓變化值，基于所述系統(tǒng)側電流和新能源側電流計算并網線路兩側每一相的相電流變化值；

5、當所述相電壓變化值和相電流變化值滿足預設保護啟動判據時，線路三相保護均啟動；

6、當保護啟動后，分別計算并網線路兩側電流工頻分量的幅值和相位，并獲取對側電流工頻分量的幅值和相位信息；

7、基于并網線路兩側電流工頻分量的幅值信息計算線路兩側電流的幅值比，并基于所述幅值比構建相位補償函數和幅值補償函數；

8、基于并網線路兩側電流工頻分量的相位信息計算線路兩側電流的相位差，并基于所述相位差、相位補償函數和幅值補償函數對線路兩側電流進行補償，確定系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流；

9、基于所述系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，識別線路區(qū)內與區(qū)外故障。

10、優(yōu)選地，其中所述方法利用如下方式判斷相電壓變化值和相電流變化值是否滿足預設保護啟動判據，包括：

11、δus＝us(n)-us(n-t)≤-0.2un或δur＝ur(n)-ur(n-t)≤-0.2un，

12、|δis|＝|is(n)-is(n-t)|≥0.5in或|δis|＝|is(n)-is(n-t)|≥0.5in，

13、其中，若線路兩側任一相的相電壓變化值δus或δur小于等于-0.2un，并且同時滿足線路兩側任一相的相電流變化值δis或δir的絕對值大于等于0.5a，則確定滿足預設保護判據，線路三相保護均啟動；δus和δur分別為系統(tǒng)側和新能源側的相電壓變化值；δis和δir分別為系統(tǒng)側和新能源側的相電流變化值；un和in分別為線路額定電壓與額定電流n為采樣點；t為交流系統(tǒng)電氣量的周期。

14、優(yōu)選地，其中所述基于所述幅值比構建相位補償函數和幅值補償函數，包括：

15、

16、

17、其中，γ為幅值比；f1(γ)為相位補償函數；f2(γ)為幅值補償函數。

18、優(yōu)選地，其中所述基于所述相位差、相位補償函數和幅值補償函數對線路兩側電流進行補償，確定系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，包括：

19、

20、其中，和分別為系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流；γ為幅值比；f1(γ)為相位補償函數；f2(γ)為幅值補償函數；和分別為系統(tǒng)側電流和新能源側電流；和分別為系統(tǒng)側電流和新能源側電流的相位；為相位差；j表示復數。

21、優(yōu)選地，其中所述基于所述系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，識別線路區(qū)內與區(qū)外故障，包括：

22、若并網線路的系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流滿足自適應差動保護判據且持續(xù)時間達到預設時間閾值，則確定發(fā)生線路區(qū)內故障；反之，則確定發(fā)生線路區(qū)外故障；其中，和分別為系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流；k為制動系數。

23、根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種新能源并網線路的自適應差動保護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

24、電壓電流獲取單元，用于分別獲取并網線路系統(tǒng)側保護安裝處的系統(tǒng)側電壓和系統(tǒng)側電流，以及新能源側保護安裝處的新能源側電壓和新能源側電流；

25、變化值計算單元，用于分別基于所述系統(tǒng)側電壓和新能源側電壓計算并網線路兩側每一相的相電壓變化值，基于所述系統(tǒng)側電流和新能源側電流計算并網線路兩側每一相的相電流變化值；

26、保護啟動單元，用于當所述相電壓變化值和相電流變化值滿足預設保護啟動判據時，線路三相保護均啟動；

27、相位和幅值計算單元，用于當保護啟動后，分別計算并網線路兩側電流工頻分量的幅值和相位，并獲取對側電流工頻分量的幅值和相位信息；

28、補償函數構建單元，用于基于并網線路兩側電流工頻分量的幅值信息計算線路兩側電流的幅值比，并基于所述幅值比構建相位補償函數和幅值補償函數；

29、電流補償單元，用于基于并網線路兩側電流工頻分量的相位信息計算線路兩側電流的相位差，并基于所述相位差、相位補償函數和幅值補償函數對線路兩側電流進行補償，確定系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流；

30、故障識別單元，用于基于所述系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，識別線路區(qū)內與區(qū)外故障。

31、優(yōu)選地，其中所述保護啟動單元，利用如下方式判斷相電壓變化值和相電流變化值是否滿足預設保護啟動判據，包括：

32、δus＝us(n)-us(n-t)≤-0.2un或δur＝ur(n)-ur(n-t)≤-0.2un，

33、|δis|＝|is(n)-is(n-t)|≥0.5in或|δis|＝|is(n)-is(n-t)|≥0.5in，

34、其中，若線路兩側任一相的相電壓變化值δus或δur小于等于-0.2un，并且同時滿足線路兩側任一相的相電流變化值δis或δir的絕對值大于等于0.5a，則確定滿足預設保護判據，線路三相保護均啟動；δus和δur分別為系統(tǒng)側和新能源側的相電壓變化值；δis和δir分別為系統(tǒng)側和新能源側的相電流變化值；un和in分別為線路額定電壓與額定電流；n為采樣點；t為交流系統(tǒng)電氣量的周期。

35、優(yōu)選地，其中所述補償函數構建單元，基于所述幅值比構建相位補償函數和幅值補償函數，包括：

36、

37、

38、其中，γ為幅值比；f1(γ)為相位補償函數；f2(γ)為幅值補償函數。

39、優(yōu)選地，其中所述電流補償單元，基于所述相位差、相位補償函數和幅值補償函數對線路兩側電流進行補償，確定系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，包括：

40、

41、其中，和分別為系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流；γ為幅值比；f1(γ)為相位補償函數；f2(γ)為幅值補償函數；和分別為系統(tǒng)側電流和新能源側電流；和分別為系統(tǒng)側電流和新能源側電流的相位；為相位差；j表示復數。

42、優(yōu)選地，其中所述故障識別單元，基于所述系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，識別線路區(qū)內與區(qū)外故障，包括：

43、若并網線路的系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流滿足自適應差動保護判據且持續(xù)時間達到預設時間閾值，則確定發(fā)生線路區(qū)內故障；反之，則確定發(fā)生線路區(qū)外故障；其中，和分別為系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流；k為制動系數。

44、本發(fā)明提供了一種新能源并網線路的自適應差動保護方法及系統(tǒng)，包括：分別獲取并網線路系統(tǒng)側保護安裝處的系統(tǒng)側電壓和系統(tǒng)側電流，以及新能源側保護安裝處的新能源側電壓和新能源側電流；分別基于所述系統(tǒng)側電壓和新能源側電壓計算并網線路兩側每一相的相電壓變化值，基于所述系統(tǒng)側電流和新能源側電流計算并網線路兩側每一相的相電流變化值；當所述相電壓變化值和相電流變化值滿足預設保護啟動判據時，線路三相保護均啟動；當保護啟動后，分別計算并網線路兩側電流工頻分量的幅值和相位，并獲取對側電流工頻分量的幅值和相位信息；基于并網線路兩側電流工頻分量的幅值信息計算線路兩側電流的幅值比，并基于所述幅值比構建相位補償函數和幅值補償函數；基于并網線路兩側電流工頻分量的相位信息計算線路兩側電流的相位差，并基于所述相位差、相位補償函數和幅值補償函數對線路兩側電流進行補償，確定系統(tǒng)側的補償電流和新能源側的補償電流；基于所述系統(tǒng)側補償電流和新能源側補償電流，識別線路區(qū)內與區(qū)外故障。本發(fā)明的方法能夠很好地適應高比例新能源的并網，在不同故障類型下均具有很高的可靠性，有效解決了傳統(tǒng)差動保護在區(qū)內故障下拒動的問題；保護動作響應速度高，并且scr越高，響應時間越短，滿足交流送出線路主保護的速動性要求；可以耐受500ω過渡電阻和30db噪聲，魯棒性強只利用電流的幅值和相位信息，計算簡單，便于保護裝置的實現(xiàn)，工程價值高。