基于邊緣檢測的大規(guī)模風(fēng)電場送出線路縱聯(lián)保護算法

徐艷春，范鐘耀，孫思涵，MI Lu

（1. 三峽大學(xué)梯級水電站運行與控制湖北省重點實驗室，湖北宜昌443002；2. Department of Electrical and Computer Engineering，Texas A&M University，College Station 77840，USA）

0 引言

近年來，風(fēng)力發(fā)電得到了快速的發(fā)展，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，提高風(fēng)能消費占一次能源消費的比例，規(guī)模化風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)成為中國能源電力領(lǐng)域的必然趨勢［1］。大規(guī)模風(fēng)電場的送出線路一般為110 kV 及以上的電壓等級，如果考慮風(fēng)電系統(tǒng)阻抗不穩(wěn)定、弱饋、頻偏、高諧波含量等故障特征，則采用常規(guī)的輸電線路保護方案進行保護配置，將會導(dǎo)致傳統(tǒng)保護裝置的保護性能下降［2-6］。因此研究適用于風(fēng)電場送出線路的縱聯(lián)保護顯得尤為重要［7］。

目前，已有學(xué)者對風(fēng)電場的短路電流特性和送出線路的縱聯(lián)保護進行了一定的研究，并取得了一些成果。文獻［8］通過仿真指出當外部系統(tǒng)為弱系統(tǒng)時，若逆變型電源送出線路發(fā)生兩相短路故障，則其故障相電流差動保護存在拒動現(xiàn)象。文獻［9］指出雙饋風(fēng)機的低電壓穿越控制方式會對其輸出的短路電流產(chǎn)生影響，不再與傳統(tǒng)電網(wǎng)短路電流的特征相同。對于這些問題，文獻［10］利用區(qū)內(nèi)、外故障下線路兩側(cè)電流主要分量的衰減速度差異來構(gòu)造基于衰減因子差的縱聯(lián)保護判據(jù)，文獻［11］利用故障后線路兩側(cè)電流的頻率差異提出了基于電流頻率差的線路縱聯(lián)保護，但這2 種算法僅適用于雙饋風(fēng)機撬棒電路投入的情況，而不適用于永磁直驅(qū)風(fēng)電場。文獻［12］利用遞推最小二乘法計算線路兩側(cè)保護裝置感受到的阻抗值，提出了一種時域距離縱聯(lián)方向保護，但其需要同時采集電流值與電壓值，對數(shù)據(jù)的要求更高。……