第四斷路器（22)，在第四母線（6)反向出口處設(shè)置有分布式風(fēng)電 接口出口斷路器（23)和檢測分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)處電流值的第三電流互感器 (15)，分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)與第三斷路器動作控制器（28)相連接，第三電流互 感器（15)和第三斷路器動作控制器（28)均與第三可編程處理器（10)連接； 其方向保護的方法，按照以下步驟實施： 步驟1 :采用PSCAD仿真實驗?zāi)M配電網(wǎng)第一母線（3)與第三母線（5)之間發(fā)生的不 同類型的故障，將得到的故障電流暫態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入matlab程序，通過Prony算法計算出不同 故障下第一斷路器（19)處、第二斷路器（20)處與分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)處電流 的主頻率，將配電網(wǎng)正常工作時與發(fā)生故障時第一斷路器（19)處、第二斷路器（20)處與分 布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)處電流的主頻率對比，得到電流頻率差值判斷標(biāo)準(zhǔn)值Hsrt = 2Hz; 步驟2 :通過第一電流互感器（13)、第二電流互感器（14)、第三電流互感器（15)分別 采集第一斷路器（19)、第二斷路器（20)、分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)處的電流值，并 將測得的電流值分別傳遞到第一可編程處理器（8)，第二可編程處理器（9)，第三可編程處 理器（10)，進行數(shù)據(jù)處理，具體過程為： 2. 1，首先采用Prony算法計算得出第一斷路器（19)、第二斷路器（20)、分布式風(fēng)電接 口出口斷路器（23)處的電流值對應(yīng)的電流主頻率值，分別記為f\、f2、f3; 2. 2,然后分別計算f\、f2、f3與配電網(wǎng)正常工作時的電流主頻率50Hz的差值，將差值的 絕對值與Hsrt進行比較，判斷故障方向； 步驟3 :第一可編程處理器（8)，第二可編程處理器（9)，第三可編程處理器（10)根據(jù) 步驟2的故障方向的判斷結(jié)果分別發(fā)出調(diào)控指令至第一斷路器動作控制器（26)、第二斷 路器動作控制器（27)、第三斷路器動作控制器（28)來控制第一斷路器（19)、第二斷路器 (20)、分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)動作方式，實現(xiàn)了含DFIG的配電網(wǎng)的方向保護。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流頻率差的含DFIG的配電網(wǎng)的方向保護方法，其 特征在于，步驟1和步驟2中的采用Prony算法計算第一斷路器（19)處、第二斷路器（20) 處與分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)處電流的主頻率的方法為： Prony算法的原理為：
bm=Amexp(j0 m) (1)zm=exp[(am+j2nfm)At] 式中：n-分解的正弦分量個數(shù)；p-Prony模型的階數(shù)；N-采樣數(shù)據(jù)點的個數(shù)；Am-振 幅；am-阻尼因子；fm-振蕩頻率；Qm一相位；At-米樣間隔； 利用上述原理計算電流主頻率的具體過程為： (1) 定義：
式中：X%)為x(.)的共軛復(fù)數(shù)； (2) 利用仿真試驗得到的故障電流暫態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合公式（2)，構(gòu)造矩陣
(3) 用SVD-TLS方法確定R的自回歸參數(shù)，…，ap; (4) 求解多項式 l+a1z-1+... +apz-p= 0 (4) 得根zji= 1，? ? ?，p); (5) 計算頻率A
其中i= 1，. . .，p。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流頻率差的含DFIG的配電網(wǎng)的方向保護方法，其 特征在于，步驟2. 2中判斷故障方向的具體步驟為： 當(dāng)風(fēng)速大于llm/s或小于10. 5m/s時，故障方向判斷方法如下： (1) 因為|心-50|〈1^，判別故障發(fā)生在第一斷路器（19)的下游； (2) 當(dāng)|f2-50|彡Hsrt時，判斷故障發(fā)生在第二斷路器（20)的上游；當(dāng)|f2-50| <Hsrt， 判斷為故障發(fā)生在第二斷路器（20)的下游； (3) 當(dāng)|f3-50|彡Hsrt時，判斷故障發(fā)生在分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)的上游；當(dāng) f3-50| <Hsrt，判斷故障發(fā)生在分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)的下游； 當(dāng)風(fēng)速為10. 5?llm/s之間時，故障方向判斷方法如下： 此時，上述方向判別方法失效，利用傳統(tǒng)電流方向判別方法判斷故障方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流頻率差的含DFIG的配電網(wǎng)的方向保護方法，其 特征在于，步驟3的具體步驟為： (1)由于第一斷路器（19)判斷故障發(fā)生在其下游，如果故障位置位于速斷保護范圍之 內(nèi)，則無時限跳閘，如果在定時限速斷保護范圍之內(nèi)，則經(jīng)過延時跳閘來切除故障； (2) 當(dāng)故障位于第二斷路器（20)的上游時，通過第二斷路器動作控制器（27)閉鎖第二 斷路器（20)，防止保護誤動作，當(dāng)故障位于第二斷路器（20)下游時，如果在速斷保護范圍 內(nèi)，則無時限跳閘，如在定時限速斷保護范圍之內(nèi)，則經(jīng)過延時跳閘來切除故障； (3) 當(dāng)故障位于分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)的上游時，第三斷路器動作控制器 (28)觸發(fā)保護動作信號，使分布式風(fēng)電接口出口斷路器（23)切斷故障點與DFIG的連接，使 故障快速隔離；當(dāng)故障位于分布式風(fēng)電接口出口斷路保護器（23)的下游時，通過第三控制 器（28)閉鎖分布式風(fēng)電接口出口斷路保護器（23)，防止保護誤動作。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電流頻率差的含DFIG配電網(wǎng)的方向保護方法，首先通過仿真實驗得到判斷故障的電流頻率差標(biāo)準(zhǔn)Hset，然后測量裝有分布式風(fēng)電的電路處電流的頻率，將其與正常工作時電流頻率50Hz的差值與Hset對比變來判別故障的位置，在保護方法的死區(qū)時，采用傳統(tǒng)的方向識別方法，進而進行方向保護。本發(fā)明的方法可以正確可靠且快速的實現(xiàn)對含DFIG的配電網(wǎng)的方向保護，而且不需要電壓的測量裝置，保護方法簡單、實施方便。此外，本發(fā)明的保護方法能夠很好的解決傳統(tǒng)電流保護在分布式電源弱饋情況下的據(jù)動問題，可以普遍適用于智能電網(wǎng)廣泛接入風(fēng)電的情況。
【IPC分類】H02H7-28
【公開號】CN104578013
【申請?zhí)枴緾N201510027053
【發(fā)明人】段建東, 崔帥帥, 劉吳驥, 譚王景, 孫磊
【申請人】西安理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月20日...