一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法及系统与流程

本发明涉及电力系统继电保护，尤其涉及一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法及系统。

背景技术：

1、光伏、风电等新能源发电方式得到了迅猛的发展，大量新能源电源已顺利并入电网。通常，这些电源会通过逆变器实现交直流转换，随后接入并网变压器，进而连接到高压电网进行电能输送。因此，并网变压器的稳定运行对于新能源电能的输送至关重要。

2、为了快速响应变压器故障并保护其安全，变压器保护装置配备了电流差动保护这一快速主保护。然而，当变压器空载投入运行时，铁心可能会饱和，从而产生差流，这有可能导致差动保护的误动作。为了避免这种情况，引入了二次谐波闭锁元件来识别铁心饱和。

3、但值得注意的是，在新能源并网变压器的应用中，二次谐波闭锁元件有时会出现误判。当变压器发生故障时，电压可能会波动。特别是当电压降至额定电压的0.9倍以下时，逆变器会触发低电压穿越运行策略，这会产生二次谐波电流。这种电流可能导致差动保护中的二次谐波闭锁元件发生误判，错误地封锁差动保护，从而引发差动保护的拒动，使得事故进一步恶化。因此，研究如何防止逆变器在低电压穿越时产生的谐波导致差动保护被误封锁而拒动，显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明提供一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法，应用于包括变压器保护装置的电力系统，所述方法包括：

3、采集变压器原边电压电流和变压器副边电压电流；

4、基于所述变压器原边电压电流和所述变压器副边电压电流，计算变压器的第一相角差和第二相角差；其中，所述第一相角差是变压器原边正序二次谐波电压和变压器原边正序二次谐波电流的相位差，所述第二相角差是变压器副边正序二次谐波电压和变压器副边正序二次谐波电流的相位差；

5、判断所述第一相角差和所述第二相角差是否满足第一预设条件；若满足，进入二次谐波闭锁模式；

6、判断是否满足第二预设条件；若满足，退出二次谐波闭锁模式。

7、进一步地，基于所述变压器原边电压电流和所述变压器副边电压电流，计算变压器的第一相角差和第二相角差，包括：

8、基于所述变压器原边电压电流和所述变压器副边电压电流，计算所述变压器原边二次谐波电压，所述变压器原边二次谐波电流，所述变压器副边二次谐波电压，所述变压器副边二次谐波电流；

9、基于所述变压器原边正序二次谐波电压和所述变压器原边正序二次谐波电流计算所述第一相角差，基于所述变压器副边正序二次谐波电压和所述变压器副边正序二次谐波电流计算所述第二相角差。

10、进一步地，所述第一预设条件包括：所述第一相角差和所述第二相角差均在0°～-90°。

11、进一步地，所述第二预设条件包括：所述第一相角差大于0°或所述第二相角差大于0°。；

12、为实现上述目的，本发明还提供一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，应用于包括变压器保护装置的电力系统，包括：

13、采集模块，用于采集变压器原边电压电流和变压器副边电压电流；

14、计算模块，用于基于所述变压器原边电压电流和所述变压器副边电压电流，计算变压器的第一相角差和第二相角差；其中，所述第一相角差是变压器原边正序二次谐波电压和变压器原边正序二次谐波电流的相位差，所述第二相角差是变压器副边正序二次谐波电压和变压器副边正序二次谐波电流的相位差；

15、判断模块，用于判断所述第一相角差和所述第二相角差是否满足第一预设条件；若满足，进入二次谐波闭锁模式；

16、所述判断模块还用于判断是否满足第二预设条件；若满足，退出二次谐波闭锁模式。

17、进一步地，所述采集模块包括：电流互感器和电压互感器；

18、两个所述电流互感器分别串联于所述变压器两端，用于采集变压器原边电流和变压器副边电流；

19、两个所述电压互感器分别并联于所述变压器两端、并与所述变压器保护装置连接；两个所述电压互感器用于采集变压器原边电压和变压器副边电压。

20、进一步地，所述计算模块还用于：

21、基于变压器原边电压电流和变压器副边电压电流，计算所述变压器原边二次谐波电压，所述变压器原边二次谐波电流，所述变压器副边二次谐波电压，所述变压器副边二次谐波电流；

22、基于所述变压器原边正序二次谐波电压和所述变压器原边正序二次谐波电流计算所述第一相角差，基于所述变压器副边正序二次谐波电压和所述变压器副边正序二次谐波电流计算所述第二相角差。

23、进一步地，所述第一预设条件包括：所述第一相角差和所述第二相角差均在0°～-90°。

24、进一步地，所述第二预设条件包括：所述第一相角差大于0°或所述第二相角差大于0°。

25、为实现上述目的，本发明还提供一种变压器保护装置，应用于如上所述的任一防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，所述变压器保护装置包括：

26、ac单元，用于接收模拟量输入；

27、sv单元，用于接收数字量输入；

28、主控单元，用于进行数据采集和io扩展；

29、监控及通信单元，用于进行gps对时和发送告警信息，还用于与后台监控和外界设备通信；

30、goose开入开出单元，用于输出相应的goose开出和信号；

31、mmi单元，用于与主机连接。

32、本发明的软硬件均可基于常规继电保护装置进行开发，无需额外增加互感器等外回路；并且本发明计算量较小，目前继电保护设备均具备成熟的谐波计算和序分量计算单元，可以通过简单的程序开发即可实现。同时本发明可以在变压器铁心饱和时可靠闭锁差动保护，防止保护误动，而在变压器区内故障逆变器产生谐波时可靠开放差动保护，防止保护拒动，能够弥补变压器二次谐波闭锁元件在新型电力系统逆变器连接的并网变压器保护中适应性不足的问题。

技术特征：

1.一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法，应用于包括变压器保护装置的电力系统，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法，其特征在于，基于所述变压器原边电压电流和所述变压器副边电压电流，计算变压器的第一相角差和第二相角差，包括：

3.根据权利要求1所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：所述第一相角差和所述第二相角差均在0°～-90°。

4.根据权利要求1所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法，其特征在于，所述第二预设条件包括：所述第一相角差大于0°或所述第二相角差大于0°。

5.一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，应用于包括变压器保护装置的电力系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，其特征在于，所述采集模块包括：电流互感器和电压互感器；

7.根据权利要求5所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，其特征在于，所述计算模块还用于：

8.根据权利要求5所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，其特征在于，所述第一预设条件包括：所述第一相角差和所述第二相角差均在0°～-90°。

9.根据权利要求5所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，其特征在于，所述第二预设条件包括：所述第一相角差大于0°或所述第二相角差大于0°。

10.一种变压器保护装置，应用于如权利要求5-9任一所述的防止逆变器谐波导致差动保护拒动的系统，其特征在于，所述变压器保护装置包括：

技术总结本发明涉及电力系统继电保护技术领域，提供一种防止逆变器谐波导致差动保护拒动的方法及系统，应用于包括变压器保护装置的电力系统，所述方法包括：采集变压器原边电压电流和变压器副边电压电流；基于所述变压器原边电压电流和所述变压器副边电压电流，计算变压器的第一相角差和第二相角差；判断所述第一相角差和所述第二相角差是否满足第一预设条件；若满足，进入二次谐波闭锁模式；判断是否满足第二预设条件；若满足，退出二次谐波闭锁模式。本发明能够解决风电、光伏和储能等新能源站并网变压器区内故障时逆变器产生大量谐波导致差动保护被误闭锁进而导致保护拒动的难题。技术研发人员：行武,薛明军,郭晓,王哲,朱宇聪,肖洋,杨天舒受保护的技术使用者：南京国电南自电网自动化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23