基于波形相似度因子的双馈风电场送出线路单相接地保护*

史卓鹏, 孔祥敏 王亚臣

(国网山西省电力公司经济技术研究院，山西 太原 030024)

0 引 言

近年来大规模风电相继并网，然而风资源的随机波动性、场站的时空耦合性、电网运行方式的复杂多变性，显著增大了送出线路单点故障引发全网系统性事故的风险，威胁电网的安全稳定运行。因此，有必要深入研究双馈感应发电机(DFIG)故障机理及其对保护造成的影响，确保双馈风电场送出线路保护能够正确、可靠地动作[1-5]。

目前，许多学者针对风电场送出线路保护进行了深入研究。文献[6]研究了国内外大规模风电接入电网后原有继电保护产生的问题以及优化方向。文献[7]阐述了风电场的弱电源特性将引起保护的不正确动作。文献[8-9]指出双馈风机的故障暂态特性使故障电流频率发生变化，引起保护的不正确动作。文献[10]通过风电场侧电流幅值衰减程度远大于系统侧电流这一特性构造基于峰值与谷值差值的方向元件新原理。文献[11]利用故障前后工频电流相角差构造方向保护判据，但相角提取利用了全周傅里叶算法，其计算准确性受转速频率分量影响。

针对上述问题，本文提出一种基于波形相似度因子的双馈风电场送出线路单相接地保护方法。在分析风电送出线路故障后故障电流暂态特性的基础上，建立风电送出系统的0模瞬时值模型。利用区内外故障时模型差异特征构造0模电压相似度因子，进行故障定位。仿真结果验证了该方法在各种单相接地故障情况下均能正确识别区内外故障。……