一种基于改进折线法的光伏场站双支等高PLP保护范围确定方法

本申请涉及电力系统保护，尤其涉及一种基于改进折线法的光伏场站双支等高plp保护范围确定方法。

背景技术：

1、随着光伏产业呈持续高歌猛进发展趋势，太阳能光伏产业的应用日趋广泛，伴随而来雷电危害性和光伏发电站防雷工作也需引起重视。雷电对太阳能光伏电站的安全运行构成了巨大威胁。当闪电直接击中太阳能电池板时，会直接摧毁设备，导致系统瘫痪；雷电电磁脉冲会在光伏系统的电源电路上产生过电压，并损坏电气设备。

2、相关技术方案中，目前已提出一种新型防雷装置——等离子拒雷器（plasmalightning protector，plp），在雷电防护中有较好的效果，它以“似尖端效应”使其自身在雷云下的电场强度高于被保护物2个数量级，而引聚雷云电荷，使被保护目标处于相对较低电场的安全地位，并采用感应阵列抗雷针及介质阻挡强电离复合放电器，利用雷云电场实现无源强电离，由强电离放电器产生和向云-地双向发散高浓度等离子体，对抗雷针引聚的雷云电荷进行高效中和，解决了传统消雷器阵列针电场自屏蔽效应抑制发散电流增大而易被雷电击穿的致命问题。

3、传统的防雷装置在计算其避雷保护范围时有一个共同点，即避雷针越高，其保护范围越宽；而发明人在构思及实现本申请的过程中发现：当光伏场站中两支等高plp之间的保护范围重合时，采用传统的避雷保护范围计算方式会出现plp的实际避雷保护范围不符合理论计算值的问题，为此，本申请提出一种针对光伏场站中两支等高的plp的保护范围确定方法，以提高plp的避雷保护范围的计算精度。

4、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种基于改进折线法的光伏场站双支等高plp保护范围确定方法，旨在解决如何在光伏场站中两支等高plp之间的保护范围重合时计算二者的联合保护范围的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供的一种基于改进折线法的光伏场站双支等高plp保护范围确定方法，所述方法包括：

3、将第一plp的安装高度的1.5倍作为单支plp在地面上的保护半径，以及确定所述第一plp与第二plp之间的间距，其中，所述第一plp和所述第二plp等高且处于同一平面；

4、当所述间距小于7倍的plp安装高度时，根据所述保护半径和所述间距，计算所述第一plp与所述第二plp之间的连线处中点的最小保护高度，以及根据所述间距计算第一plp和第二plp之间的连线上距中点任一距离处的内侧保护高度；

5、以及，获取被保护设备到plp安装处之间的安装距离，根据所述安装距离和所述plp安装高度，计算所述两支plp外侧的外侧保护高度；

6、根据所述安装高度、所述保护半径、所述间距、所述最小保护高度、所述内侧保护高度和所述外侧保护高度，确定所述光伏场站中第一plp和第二plp联立构成的双支等高plp保护范围。

7、可选地，所述根据所述间距计算第一plp和第二plp之间的连线上距中点任一距离处的内侧保护高度的步骤包括：

8、根据所述间距计算雷电击距圆弧半径；

9、根据所述雷电击距圆弧半径构建基于改进曲线法中两支plp之间的圆弧方程，以及被保护设备距plp距离方程；

10、联立所述圆弧方程和所述被保护设备距plp距离方程，得到第一plp和第二plp之间的连线上距中点任一距离处的内侧保护高度。

11、可选地，所述圆弧方程的计算表达式为：

12、

13、式中，（x，y）为第一plp和第二plp之间的连线上的任意点的坐标，d为第一plp与第二plp之间的间距，h为plp安装高度。

14、可选地，所述被保护设备距plp距离方程的计算表达式为：

15、

16、式中，d为第一plp与第二plp之间的间距，c为被保护设备距离两支plp中心之间的距离。

17、可选地，所述第一plp和第二plp之间的连线上距中点任一距离x处的保护高度的计算表达式为：

18、

19、式中，hx1为内侧保护高度，h为plp安装高度，d为第一plp与第二plp之间的间距，c为被保护设备距离两支plp中心之间的距离。

20、可选地，所述最小保护高度的计算表达式为：

21、

22、式中，为最小保护高度，h为plp安装高度，d为第一plp与第二plp之间的间距。

23、可选地，当被保护设备到plp安装处之间的安装距离大于0.5倍的plp安装高度时，的计算表达式为：

24、

25、式中，为安装距离大于0.5倍的plp安装高度时的plp外侧保护高度，h为plp安装高度，为被保护设备到plp安装处之间的安装距离。

26、可选地，当被保护设备到plp安装处之间的安装距离小于或等于0.5倍的plp安装高度时，的计算表达式为：

27、

28、式中，为安装距离小于或等于0.5倍的plp安装高度时的plp外侧保护高度，h为plp安装高度，为被保护设备到plp安装处之间的安装距离。

29、可选地，所述将第一plp的安装高度的1.5倍作为单支plp在地面上的保护半径，以及确定所述第一plp与第二plp之间的间距的步骤之后，还包括：

30、当所述间距大于或等于7倍的plp安装高度时，基于单支plp防护范围计算策略，确定所述第一plp的保护范围。

31、可选地，所述根据所述安装高度、所述保护半径、所述间距、所述最小保护高度、所述内侧保护高度和所述外侧保护高度，确定所述光伏场站中第一plp和第二plp联立构成的双支等高plp保护范围的步骤包括：

32、根据所述间距、所述最小保护高度和所述内侧保护高度，计算第一plp和第二plp之间的内侧保护范围；

33、根据所述安装高度、所述保护半径和所述外侧保护高度，分别计算第一plp和第二plp的外侧保护范围；

34、将所述内侧保护范围、所述第一plp的外侧保护范围和所述第二plp的外侧保护范围之和，确定为所述双支等高plp保护范围。

35、本申请至少具备以下有益效果。

36、1.通过将两支plp保护范围分为内外两侧，使得plp在不同区域对光伏设备的保护范围有所不同，使得保护更具有针对性。

37、2.在两支plp外侧的保护方法应按单支plp的保护范围确定；两针间的保护范围应按通过两支plp顶点及雷电击距圆弧最低点高度确定

38、3.在避雷器外侧通过划分不同的保护区使得在两plp外侧可采用分段函数确定保护范围。

技术特征：

1.一种基于改进折线法的光伏场站双支等高plp保护范围确定方法，其特征在于，应用于设置有至少两支等高的plp的光伏场站，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述间距计算第一plp和第二plp之间的连线上距中点任一距离处的内侧保护高度的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述圆弧方程的计算表达式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述被保护设备距plp距离方程的计算表达式为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一plp和第二plp之间的连线上距中点任一距离x处的保护高度的计算表达式为：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最小保护高度的计算表达式为：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当被保护设备到plp安装处之间的安装距离大于0.5倍的plp安装高度时，的计算表达式为：

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当被保护设备到plp安装处之间的安装距离小于或等于0.5倍的plp安装高度时，的计算表达式为：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将第一plp的安装高度的1.5倍作为单支plp在地面上的保护半径，以及确定所述第一plp与第二plp之间的间距的步骤之后，还包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述安装高度、所述保护半径、所述间距、所述最小保护高度、所述内侧保护高度和所述外侧保护高度，确定所述光伏场站中第一plp和第二plp联立构成的双支等高plp保护范围的步骤包括：

技术总结本申请涉及电力系统保护技术领域，尤其涉及一种基于改进折线法的光伏场站双支等高PLP保护范围确定方法。通过将两支PLP保护范围分为内外两侧，使得PLP在不同区域对光伏设备的保护范围有所不同，使得保护更具有针对性；在两支PLP外侧的保护方法应按单支PLP的保护范围确定；两针间的保护范围应按通过两支PLP顶点及雷电击距圆弧最低点高度确定；在避雷器外侧通过划分不同的保护区使得在两PLP外侧可采用分段函数确定保护范围。旨在解决如何在光伏场站中两支等高PLP之间的保护范围重合时计算二者的联合保护范围的问题。技术研发人员：束洪春,安宇阳,唐玉涛,韩一鸣,娄伟杰受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2