【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低惯量系统保护与控制，特别是涉及一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法及装置。
技术介绍
1、在太阳能光伏并网系统中，当交流并网线路发生故障时，并网换流器在自身电力半导体器件脆弱性和高可控性的条件约束下，呈现出弱馈特性，仅能提供大小为一到三倍额定电流的短路电流，可能导致线路光伏侧的保护装置因达不到保护阈值而拒动，进而导致故障无法隔离和清除。
2、为了解决因换流器弱馈特性导致保护拒动的问题，目前的处理方法是，在一定的故障持续时间后，光伏换流器的阀过流保护动作，导致换流器闭锁，从而切除光伏侧和故障的联系。但是闭锁策略意味着整个光伏系统退出运行，可能造成系统长时间停电，不利于电网的可靠供电。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法及装置，可以强化故障特征，提高保护的灵敏度和可靠性，使故障更易于识别，防止保护拒动。
2、本专利技术提供了一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，包括：
3、当光伏并网系统中出现故障时，通过调整输出电压限制故障电流的大小；
4、在三相电压的基础上，向所述光伏并网系统注入谐波信号；
5、在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一电路数据和第二电路数据，并根据所述第一电路数据和所述第二电路数据确定保护测点到故障点的故障距离；
6、根据所述故障距离设置保护测点的出口时间，并根据所述保护测点的出口
7、进一步地，所述当光伏并网系统中出现故障时，通过调整输出电压限制故障电流的大小，具体为：
8、当光伏并网系统中出现故障时，获取前一时刻的输出电压值；
9、根据预设比例，将当前的输出电压值减少为所述前一时刻的输出电压值的预设比例值。
10、进一步地，所述在三相电压的基础上，向所述光伏并网系统注入谐波信号，具体为：
11、根据预设的电压检测要求，确定谐波信号的幅值、角频率和初相位；
12、分别计算注入光伏并网系统三相电路的谐波信号的电压大小，具体为：
13、
14、其中，udet为谐波信号的幅值；ωdet为谐波信号的角频率；为谐波信号的初相位；和分别是注入光伏并网系统三相电路的谐波信号的电压大小。
15、进一步地，所述根据预设的电压检测要求，确定谐波信号的幅值、角频率和初相位，具体为：
16、获取光伏并网系统的额定电压；
17、根据所述光伏并网系统的额定电压和预设的幅值检测要求，确定谐波信号的幅值；
18、根据预设的电压检测要求，确定谐波信号的角频率和初相位。
19、进一步地，所述在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一电路数据和第二电路数据，并根据所述第一电路数据和所述第二电路数据确定保护测点到故障点的故障距离，具体为：
20、在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一故障等效电路和第二故障等效电路；
21、根据所述第一故障等效电路和所述第二故障等效电路的电路状态方程求解保护测点到故障点的故障距离，具体为：
22、
23、其中，和表示注入谐波信号前保护测点的工频相量；zn表示注入谐波信号前保护测点的背侧等效阻抗；zl表示注入谐波信号前线路单位长度的阻抗；和分别表示注入谐波信号前线路保护测点的工频故障分量相量；d表示保护测点到故障点的故障距离；rf表示过渡电阻，l表示线路总长度；和表示注入谐波信号后保护测点的工频相量；表示注入谐波信号后保护测点的背侧等效阻抗；表示注入谐波信号后线路单位长度的阻抗。
24、进一步地，所述根据所述故障距离设置保护测点的出口时间，具体为：
25、根据所述故障距离计算保护测点出口的反时限动作特性，以确定保护测点的出口时间，具体为：
26、
27、其中，tact表示保护i段动作时间；tii表示保护的ii段动作时间；δt表示配合延时。
28、本专利技术提供了一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，在光伏并网系统中出现故障时，采用故障限流控制策略，通过调整输出电压限制故障电流的大小；再采用谐波注入控制策略，在三相电压的基础上，向所述光伏并网系统注入谐波信号；分别在谐波信号注入前后，获取光伏并网系统的故障等效电路，并求解出保护测点到故障点的故障距离；根据故障距离确定保护测点的出口时间，对光伏并网系统的故障进行处理。本专利技术在系统发生故障后注入具备特征性的谐波信号，可以强化故障特征，增加故障信息，提高保护的灵敏度和可靠性，有助于解决因换流器弱馈特性导致的保护拒动的问题。
29、相应的，本专利技术提供了一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护装置，包括：调整模块、注入模块、计算模块和设置模块；
30、所述调整模块用于当光伏并网系统中出现故障时，通过调整输出电压限制故障电流的大小；
31、所述注入模块用于在三相电压的基础上，向所述光伏并网系统注入谐波信号；
32、所述计算模块用于在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一电路数据和第二电路数据，并根据所述第一电路数据和所述第二电路数据确定保护测点到故障点的故障距离；
33、所述设置模块用于根据所述故障距离设置保护测点的出口时间，并根据所述保护测点的出口时间对所述光伏并网系统的故障进行处理。
34、进一步地，所述调整模块，包括：电压获取单元和电压设定单元；
35、所述电压获取单元用于当光伏并网系统中出现故障时，获取前一时刻的输出电压值；
36、所述电压设定单元用于根据预设比例，将当前的输出电压值减少为所述前一时刻的输出电压值的预设比例值。
37、进一步地，所述注入模块，包括：确定单元和电压计算单元；
38、所述确定单元用于根据预设的电压检测要求，确定谐波信号的幅值、角频率和初相位；
39、所述电压计算单元用于分别计算注入光伏并网系统三相电路的谐波信号的电压大小，具体为：
40、
41、其中，udet为谐波信号的幅值；ωdet为谐波信号的角频率；为谐波信号的初相位；和分别是注入光伏并网系统三相电路的谐波信号的电压大小。
42、进一步地，所述计算模块，包括：电路获取单元和距离计算单元；
43、所述电路获取单元用于在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一故障等效电路和第二故障等效电路；
44、所述距离计算单元用于根据所述第一故障等效电路和所述第二故障等效电路的电路状态方程求解保护测点到故障点的故障距离，具体为：
45、
46、其中，和表示注入谐波信号前保护测点的工频相量；zn表示注入谐波信号前保护测点本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述当光伏并网系统中出现故障时，通过调整输出电压限制故障电流的大小，具体为：
3.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述在三相电压的基础上，向所述光伏并网系统注入谐波信号，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述根据预设的电压检测要求，确定谐波信号的幅值、角频率和初相位，具体为：
5.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一电路数据和第二电路数据，并根据所述第一电路数据和所述第二电路数据确定保护测点到故障点的故障距离，具体为：
6.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述根据所述故障距离设置保护测点的出口时间，具体为：
7.一种基于谐波注入的光伏并
8.根据权利要求7所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护装置，其特征在于，所述调整模块，包括：电压获取单元和电压设定单元；
9.根据权利要求7所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护装置，其特征在于，所述注入模块，包括：确定单元和电压计算单元；
10.根据权利要求7所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护装置，其特征在于，所述计算模块，包括：电路获取单元和距离计算单元；
...【技术特征摘要】
1.一种基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述当光伏并网系统中出现故障时，通过调整输出电压限制故障电流的大小，具体为：
3.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述在三相电压的基础上，向所述光伏并网系统注入谐波信号，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述根据预设的电压检测要求，确定谐波信号的幅值、角频率和初相位，具体为：
5.根据权利要求1所述的基于谐波注入的光伏并网系统故障保护方法，其特征在于，所述在注入谐波信号前和注入谐波信号后，分别获取所述光伏并网系统的第一电路数据和第二电路数据，并根据所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠卿瑞，刘玮，吴梓亮，王峰，张智锐，温涛，焦邵麟，刘琨，袁亮荣，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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