時域距離元件利用故障全量,與背側系統(tǒng)阻抗無關,且采用時域算法,理論上不受諧波與頻率偏移的影響。
工頻變化量距離元件的動作特性取決于其背側系統(tǒng)等值阻抗的穩(wěn)定性,風電系統(tǒng)的弱饋性及其受控特性使得其等值阻抗大且波動,縮短了距離元件的保護范圍,容易拒動。
2)選相元件
基于序分量的選相元件利用零序和負序分區(qū),進而利用輔助措施進行選相。風電的弱饋特性、序阻抗不穩(wěn)定以及頻率偏移都會影響序量提取而造成選相困難。
相電流突變量選相利用相電流工頻變化量的幅值進行選相,風電的弱饋特征會導致相電流突變量小,風電的頻率偏移特性會影響工頻量提取的精度,給故障相選擇帶來困難。
3)方向元件
目前工頻故障分量方向元件應用廣泛,其動作性能取決于相量提取的準確性和背側系統(tǒng)阻抗的穩(wěn)定性。風電系統(tǒng)的諧波與頻率偏移特性、序阻抗波動特性,分別影響了工頻相量的提取精度和故障分量方向元件的性能。
二、縱聯(lián)保護
縱聯(lián)保護包括縱聯(lián)電流差動、縱聯(lián)方向、縱聯(lián)距離。理論上,縱聯(lián)電流差動保護在風電系統(tǒng)中的性能不受影響,風電的弱饋和諧波含量大的特點會影響其靈敏度。對縱聯(lián)方向與縱聯(lián)距離保護而言,其適應性分別等同于上述分析的方向元件和距離元件。
三、零序保護元件
零序電氣量與被保護系統(tǒng)的網架結構有關,即取決于被保護系統(tǒng)的網架結構和接地方式。由于風電接入系統(tǒng)并未改變其零序網架結構,理論零序類保護都能夠適應風電系統(tǒng),但風電的諧波特性和頻率偏移特性會影響到零序分量提取的精度。
Q
適用于含風電系統(tǒng)的繼電保護應具備哪些特征?
A
風電系統(tǒng)的故障特征導致了一些常規(guī)保護不適用于風電系統(tǒng)中,同時也為適用于風電系統(tǒng)的繼電保護研究指明了方向。
一、風電的弱饋性導致了利用電流增大的保護原理受到了限制。然而無論電源特性如何變化,系統(tǒng)網架的參數(shù)是相對穩(wěn)定的,因此基于系統(tǒng)網架參數(shù)的保護原理,如參數(shù)識別和模型識別的保護原理,仍可用于風電接入系統(tǒng)。
二、風電的諧波特征和雙饋風機的頻率偏移特征影響了工頻量提取精度,進而影響基于頻域保護的性能。因此基于時域的保護原理或更適用于風電系統(tǒng)。
三、由于風電系統(tǒng)背側系統(tǒng)阻抗不穩(wěn)定且正負序阻抗不相等,因此適用于風電聯(lián)絡線的保護原理應是面向線路的,即基于故障全量的保護原理。
綜上所述,基于網絡拓撲參數(shù)、基于時域和利用故障全量的保護原理,能夠適應風電系統(tǒng)的故障特征,可能成為風電系統(tǒng)繼電保護的主流研究方向。