一种考虑新能源并网影响的零序过电压解列方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种考虑新能源并网影响的零序过电压解列方法，该方法从零序电压变化规律出发重新对零序过压解列策略进行设计

【技术实现步骤摘要】
一种考虑新能源并网影响的零序过电压解列方法及其应用


[0001]本专利技术属于电力系统继电保护
，特别涉及考虑新能源并网影响的零序过电压解列方法及其应用
。

技术介绍

[0002]随着新能源的大量接入，系统惯量降低，导致其抗扰动能力下降，在电网遭受突发极端情况时，更容易造成局部事故的扩大，形成大范围停电，对社会和经济造成巨大的损失
。
因此为确保新能源接入下的电网安全，一般在新能源并网点均配置故障解列装置，其主要作用为主网线路故障后，解列新能源并网线路，以解决终端变电站备用电源自动投入装置
(
以下简称备自投装置
)
或重合闸因新能源
(
小电源
)
电压支撑影响无法正确动作问题
。
同时在系统侧故障情况下，尽快解列新能源，防止系统故障引发新能源连锁故障
。
[0003]目前电网常见故障解列判据主要由频率
、
过压
、
欠压，零序过压判据构成，其中零序电压判据抢在变压器间隙零序过压动作之前动作，动作时间较短，与主网线路
II
段保护动作时间相当，因此在无快速保护区域发生不对称接地故障时，故障只能靠慢速后备保护切除，故障持续时间较长，进而导致配置零序电压判据的故障解列装置动作，引发新能源场站大面积脱网问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种考虑新能源并网影响的零序过电压解列策略，以期能够解决常规故障解列下，由于原先单一的零序过压解列判据导致线路保护与零序解列动作界限模糊，引发新能源场站大面积解列，以及与备自投
、
重合闸等配合困难的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下方案：
[0006]步骤一：零序电压变化规律分析
[0007]目前新能源并网故障零序过压解列判据按躲过中性点直接接地系统正常运行时的不平衡电压整定，解列时间与新能源场站的变压器间隙零序过压保护配合
。
然而当线路发生高阻接地短路或者线路的保护
II
段范围内发生故障时，该策略存在新能源大面积误解列问题，因此需要重新设计零序过压解列策略
。
新策略需充分考虑零序过压解列与线路保护之间的相互配合，因此需对大
、
小电流接地系统零序电压变化规律特点进行分析
。
[0008]大电流接地系统和小电流接地系统在发生单相金属性接地故障时，忽略电容电流影响，
X1，
X2，
X0分别为系统的正序
、
负序
、
零序阻抗
。
一般认为系统正序与负序阻抗相等，则其零序电压
U0计算公式为：
[0009][0010]对于大电流接地系统有：
X0≤3X1。
当
X0＝
3X1时，有：
3U
0max
＝
1.8U
φ
(U
φ
为相电压
)
；当
X0＝
X1时，有：
3U0＝
U
φ
。
一般情况下有，外接零序电压额定值为
100V
，大电流系统有
0≤3U0≤
100V。
[0011]对于小电流接地系统，有
X0→
∞
时：外接零序电压额定
100V
，小电流系统有
0≤3U0≤300V。
[0012]步骤二：零序解列动作整定值阶梯设计
[0013]新的零序过压解列判据按照
I、II
两段进行配置，
I
段的目的主要是防止不接地系统各类保护失效或者断路器拒动时电源带故障运行，
II
段的目的主要是为保证接地系统下各类保护失效或者断路器拒动时电源带故障运行
。
[0014]I
段整定值
U
0I
应考虑以下两个原则：
[0015]1)
由于接地系统发生接地故障时零序电压较小，因此为防止接地系统故障时零序
I
段误动作，
I
段动作整定值越大越好
。
[0016]2)
但为保证保护的灵敏性，在考虑零序
I
段整定值躲过接地系统可能出现的最大零序电压基础上，应为保护动作保留一定裕量
。
尽管变压器间隙过压保护与零序过压解列的特点有所不同，但保护的要求基本是一致的，如有选择性
、
速动性
、
高可靠性等
。I
段动作整定值参考变压器间隙过压保护的整定值，即：
[0017][0018]II
段动作整定值应考虑以下两个原则：
[0019]1)
由于接地系统发生接地故障时零序电压较小，因此为保证
II
段动作的可靠性，
II
段动作整定值越小越好
。
[0020]2)
考虑到系统中存在的不平衡电压等情况，
II
段动作整定值不宜过小，因此
II
段动作整定值按躲过正常运行时不平衡电压整定：
[0021]3U
0II
＝
|U
a
+U
b
+U
c
|
[0022]步骤三：零序解列时限整定
[0023]由于零序
I
段整定值
U
0I
较大，在接地系统中一般不会动作，不接地系统出现较大的零序电压一般是孤岛带不对称接地故障运行，因此在该场景下要求零序解列装置快速解列全部电源，以保证备自投装置可靠运行，保证负荷的持续供电
。
故零序
I
段动作时间
t
opI
要小于主变压器间隙过压保护动作时间
t
by
，即：
[0024]t
opI
＜
t
by
[0025]变压器间隙过压保护动作时间
t
by
为
0.5s
，因此零序
I
段动作时间
t
opI
设定为
0.3s。
[0026]零序
II
段整定值
U
0II
较小，如果其动作时限
t
opII
设计较短，则接地系统发生故障时线路保护等其它保护还来不及切除故障，解列装置就已经启动解列全部电源，因此为避免上述情况，零序
II
段动作时间
t
opII
要大于线路保护
II
段
t
opIII<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑新能源并网影响的零序过电压解列方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：零序电压变化规律分析大电流接地系统和小电流接地系统在发生单相金属性接地故障时，忽略电容电流影响，
X1，
X2，
X0分别为系统的正序
、
负序
、
零序阻抗，认为系统正序与负序阻抗相等，则其零序电压
U0计算公式为：
U
φ
为相电压；步骤二：零序解列动作整定值阶梯设计新的零序过压解列判据按照
I、II
两段进行配置，
I
段的目的是防止不接地系统各类保护失效或者断路器拒动时电源带故障运行；
II
段的目的是为保证接地系统下各类保护失效或者断路器拒动时电源带故障运行：步骤三：零序解列时限整定零序
I
段动作时间
t
opI
要小于主变压器间隙过压保护动作时间
t
by
，即：
t
opI
＜
t
by
；零序
II
段动作时间
t
opII
要大于线路保护
II
段
t
opIII
的动作时间，同时要求零序
II
段动作时间
t
opII
小于主变间隙过流保护的动作时间
t
bI
，即：
t
op1∏
＜
t
op
Π
＜
t
b1
。2.
根据权利要求1所述的考虑新能源并网影响的零序过电压解列方法，其特征在于：对于大电流接地系统有：
X0≤3X1，当
X0＝
3X1时，有：
3U
0max
＝
1.8U
φ
，
U
φ
为相电压；当
X0＝
X1时，有：
3U0＝
U
φ
；对于小电流接地系统，有
X0→
∞
时：外接零序电压额定
100V
，小电流系统有
0≤3U0≤300V。3.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晓军，米宁，蔡乾，吴建云，薛一鹏，郑涛，胡胜宽，罗美玲，黄伟兵，文传博，沙云，王玉才，陈国初，
申请(专利权)人：华北电力大学上海电机学院，
类型：发明
国别省市：