光伏场站送出线路采样值差动保护的谐波影响分析及改进

吕 晓，刘益青，郭 浩，薛嘉慧

（济南大学自动化与电气工程学院，山东 济南 250022）

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太阳能资源与能源需求存在逆向分布特征，规模化光伏场站并网发电已经成为我国能源电力布局的必然发展趋势［1-2］。这种并网形式通过专用的送出线路将大型光伏场站接入电网，送出线路作为光伏场站电力外送的关键通道，其主保护电流差动保护能否正确动作对光伏能源高效利用和系统安全运行十分重要。

目前，针对光伏并网送出线路保护的研究主要集中在相量差动保护。文献［3］分析了送出线路发生不对称短路时相量差动保护在并网系统为强、弱两种情形下的动作性能，研究结果表明，差动保护在并网系统为弱系统时存在拒动的风险。文献［4］针对光伏并网送出线路发生不对称故障时相量差动保护灵敏度降低问题，提出一种基于零序电流保护的改进方案，提高了相量差动保护的灵敏度。由于相量差动保护在计算过程中需要一定的数据窗，导致发生故障一个周波后才能发出跳闸指令，发生严重内部故障时，动作速度不够快。而采样值差动保护能有效提高保护的动作速度，故在实际工程中得到较广的应用［5］。然而，由于采样值的离散性和采样初始时刻的随机性，使得用差动电流值表示的动作特性存在一定的模糊区［6］。当保护定值处于模糊区时，保护动作情况不确定，容易发生误动或拒动。受逆变器控制策略影响，光伏输出电流含有3 次谐波［7］，导致采样值差动保护模糊区变大，当保护定值处于模糊区时，误动概率增大。……