一种基于电流频率差的含dfig配电网的方向保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及配电网继电保护领域，提出了一种基于电流频率差的含DFIG配电网 的方向保护方法。
【背景技术】
[0002] 随着清洁能源的应用日益增加，越来越多的清洁能源以分布式的方式接入到配电 网中，而其中风力发电技术最为迅猛，实际中应用最为广泛的机型首当双馈式感应发电机 (DFIG，Doubly-fedInductionGenerator)。分布式风电的接入导致传统的配电网变为多 端电源，而且由于风力发电受自然风资源的影响，导致配电网潮流形成了在理论上任意流 动的情况。多电源的配电网结构造成了传统配电网保护的失效，而造成保护误动作的情况 就是配电网保护缺失方向性。
[0003]目前，国内外对于方向保护的方法主要有：（1)基于电流相角突变量方向的有源 配电网保护；（2)基于正序电流故障分量相角突变量的方向元件的实现；（3) -种能有效 满足重要用户高可靠性需求的，利用正序分量和负序分量结合的新型供电系统保护方向元 件；(4)正序电压电流补偿的方向元件。前面两种均只利用电流相角进行故障方向判别，但 是对于接有DFIG和带有分支线的配电网不能很好的实现其保护作用。而（3)只是对于重 要用户是可靠性较高的方式，但是对于一般用户来说其保护方式过于复杂，对于（4)来说， 其利用到了电流和电压两种电气量，但电压量采集在配电网中尚不具备充足的条件，因此 还难以投入实用。综上所述，现有的对含DFIG的配电网的方向保护方法复杂，不具有普适 性。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种基于电流频率差的含DFIG配电网的方向保护方法，解决 了现有技术存在的对于接有DFIG的配电网的方向保护方法复杂、不具有普适性的技术问 题。
[0005]本发明所采用的技术方案是，一种基于电流频率差的含DFIG的配电网的方向保 护方法，采用的保护系统结构包括电源，其通过降压变压器连接到第一母线处，从第一母线 处引出第一馈线和第二馈线；在第一馈线上设置有第二母线，在第二馈线上依次平行设置 有第三母线、第四母线、第五母线，DFIG通过升压变压器接入到第四母线上；在第一母线的 出口处第二馈线上设置有第一断路器和检测第一断路器处电流值的第一电流互感器，第一 断路器与第一断路器动作控制器相连接，第一电流互感器和第一断路器动作控制器均与第 一可编程处理器连接；在第三母线出口处设置有第二断路器和检测第二断路器处电流值的 第二电流互感器，第二断路器与第二断路器动作控制器相连接，第二电流互感器和第二断 路器动作控制器均与第二可编程处理器连接；在第四母线出口处设置有第三断路器，在的 第一母线的出口处第一馈线上设置有第四断路器，在第四母线反向出口处设置有分布式风 电接口出口断路器和检测分布式风电接口出口断路器处电流值的第三电流互感器，分布式 风电接口出口断路器与第三断路器动作控制器相连接，第三电流互感器和第三断路器动作 控制器均与第三可编程处理器连接；
[0006] 其方向保护的方法，按照以下步骤实施：
[0007] 步骤1 :采用PSCAD仿真实验模拟配电网第一母线与第三母线之间发生的不同类 型的故障，将得到的故障电流暂态数据导入matlab程序，通过Prony算法计算出不同故障 下第一断路器处、第二断路器处与分布式风电接口出口断路器处电流的主频率，将配电网 正常工作时与发生故障时第一断路器处、第二断路器处与分布式风电接口出口断路器处电 流的主频率对比，得到电流频率差值判断标准值Hsrt= 2Hz;
[0008] 步骤2 :通过第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器分别采集第一断 路器、第二断路器、分布式风电接口出口断路器处的电流值，并将测得的电流值分别传递到 第一可编程处理器，第二可编程处理器，第三可编程处理器，进行数据处理，具体过程为：
[0009] 2. 1，首先采用Prony算法计算得出第一断路器、第二断路器、分布式风电接口出 口断路器处的电流值对应的电流主频率值，分别记为f\、f2、f3;
[0010] 2. 2,然后分别计算f\、f2、f3与配电网正常工作时的电流主频率50Hz的差值，将差 值的绝对值与Hsrt进行比较，判断故障方向；
[0011] 步骤3 :第一可编程处理器，第二可编程处理器，第三可编程处理器根据步骤2的 故障方向的判断结果分别发出调控指令至第一断路器动作控制器、第二断路器动作控制 器、第三断路器动作控制器来控制第一断路器、第二断路器、分布式风电接口出口断路器动 作方式，实现了含DFIG的配电网的方向保护。
[0012] 本发明的特点还在于，
[0013] 步骤1和步骤2中的采用Prony算法计算第一断路器处、第二断路器处与分布式 风电接口出口断路器处电流的主频率的方法为：
[0014] Prony算法的原理为：
【主权项】
1. 一种基于电流频率差的含DFIG的配电网的方向保护方法，其特征在于，采用的保护 系统结构包括电源（1)，其通过降压变压器（2)连接到第一母线（3)处，从第一母线（3)处 引出第一馈线（24)和第二馈线（25);在第一馈线（24)上设置有第二母线（4)，在第二馈线 (25)上依次平行设置有第三母线（5)、第四母线（6)、第五母线（7)，DFIG(12)通过升压变 压器（11)接入到第四母线（6)上；在第一母线（3)的出口处第二馈线（25)上设置有第一 断路器（19)和检测第一断路器（19)处电流值的第一电流互感器（13)，第一断路器（19)与 第一断路器动作控制器（26)相连接，第一电流互感器（13)和第一断路器动作控制器（26) 均与第一可编程处理器（8)连接；在第三母线（5)出口处设置有第二断路器（20)和检测第 二断路器（20)处电流值的第二电流互感器（14)，第二断路器（20)与第二断路器动作控制 器（27)相连接，第二电流互感器（14)和第二断路器动作控制器（27)均与第二可编程处理 器（9)连接；在第四母线（6)出口处设置有第三断路器（21)，在的第一母线（3)的出口处 第一馈线（24)上设置有