傳統(tǒng)交流線路保護(hù)在換流器并網(wǎng)系統(tǒng)中的適應(yīng)性分析

常 鵬，宋國兵，侯俊杰，李唯嘉，張晨浩

（1.西安交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西 西安 710049；2.新疆大學(xué) 電氣工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

0 引言

伴隨著“雙碳”戰(zhàn)略的執(zhí)行及電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，我國電網(wǎng)中電力電子設(shè)備的滲透率日益提升［1］，截至2022年底，我國可再生能源裝機(jī)容量已達(dá)到1.213 × 109kW，占全國發(fā)電總裝機(jī)容量的47.3 %。然而，大規(guī)模電力電子設(shè)備的接入為我國能源轉(zhuǎn)型帶來機(jī)遇的同時，也為電網(wǎng)引入了迥異于傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障特征，這使得過去依賴傳統(tǒng)電網(wǎng)故障特征的保護(hù)原理在電力電子設(shè)備接入系統(tǒng)中存在適應(yīng)性問題。為了保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，有必要對傳統(tǒng)保護(hù)在電力電子設(shè)備接入系統(tǒng)中的適應(yīng)性進(jìn)行研究。

針對縱聯(lián)差動保護(hù)的適應(yīng)性，文獻(xiàn)［2］首先分析了故障分量電流差動保護(hù)的最佳適用條件，然后通過仿真探索了風(fēng)機(jī)的故障特征，最后通過比較保護(hù)最佳適用條件和系統(tǒng)故障特征的匹配程度對保護(hù)適應(yīng)性進(jìn)行了評估；文獻(xiàn)［3］推導(dǎo)了逆變器短路電流的解析表達(dá)式，指出了電流差動保護(hù)在逆變器并入弱電網(wǎng)時存在拒動風(fēng)險；文獻(xiàn)［4］綜合考慮了故障類型、電壓不平衡度、功率參考值等因素的影響，對電流相位差動保護(hù)在柔性直流系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)行了評估。針對保護(hù)輔助元件的適應(yīng)性，文獻(xiàn)［5-6］研究了選相元件及方向元件在風(fēng)電系統(tǒng)中的適應(yīng)性，其結(jié)論簡潔明了，但分析過程過于依賴仿真，缺乏對風(fēng)機(jī)故障特征的理論推導(dǎo)；文獻(xiàn)［7］對換流器的序阻抗特征進(jìn)行了理論推導(dǎo)，然后結(jié)合保護(hù)判據(jù)對突變量方向元件的適應(yīng)性進(jìn)行了評估；……