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新能源电站分布式调相机组保护关键技术研究与示范应用

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成果主要完成人

陈海龙、张 哲、肖志刚、张红跃、邓茂军、黄继东、李文正、张雪咏、徐立明、徐玉洁、崔 敏

项目概况

分布式调相机组保护对保障新能源电站安全稳定具有重大作用,本成果针对新能源电站分布式调相机的运行特点,研究了分布式调相机组保护关键技术,解决了调相机组变频启动过程中模拟量信号有效值测量准确性、主后分开配置模式下主保护装置退出运行时缺失快速主保护、匝间故障受不对称负荷等因素影响下的负序方向误判、20Hz注入式定子接地保护参数计算复杂、整定困难、保护CT极性错误导致保护误动等问题,研制了WFB-807A/G微机调相机组保护装置,提升了分布式调相机的继电保护原理及保护产品可靠性、运维便捷性及智能化水平。 成果的主要技术创新点如下: 

主要创新点1:调相机组SFC变频启动过程中与频率无关的模拟量信号有效值测量技术 首次提出了一种应用于分布式调相机组SFC变频启动过程与频率无关的继电保护模拟量信号有效值测量技术,实现了启机保护测量误差不大于2.5%,解决了分布式调相机组SFC变频启动过程中模拟量信号测量不准确的问题。 

主要创新点2:分布式调相机变压器组主保护冗余设计技术及保护自适应投退策略 基于装置模块化配置功能,实现分布式调相机变压器组主保护、后备保护功能独立配置模式,且在后备保护装置增加调相机变压器组差动保护功能。在后备保护装置中增加调相机变压器差动保护功能,防止主保护装置退出时,失去快速主保护功能,提高了分布式调相机变压器组保护可靠性,保证主设备及电网的安全、稳定运行。 

主要创新点3:故障分量负序方向原理的定子绕组匝间保护技术 提出了一种数据存储及实时前推数据地址引导技术计算故障分量负序功率的方法,既解决了故障分量持续时间短和衰减的问题,也解决了无专用匝间电压互感器也能实现匝间保护的问题。 

主要创新点4:分布式调相机变压器组保护CT极性自适应检测技术 基于差动电流大小和功率方向,实现调相机变压器组保护CT极性自适应检测。能够消除调相机变压器组保护CT极性接线错误的隐患,防止保护因CT极性接线错误导致保护误动作、拒动作。 主要创新点5:20Hz注入式定子接地保护参数自动测量技术 首次提出了一种20Hz注入式定子接地保护参数自动测量技术,装置自动采集注入式定子接地的电流、电压,进行迭代运算,得出准确的接地变压器的漏阻抗和励磁阻抗参数值,并自动整定系统参数,解决了工程应用中计算复杂、整定困难问题,提高了装置的运维便捷性。 项目成果通过了中国电工技术学会组织召开的成果鉴定,整体处于国际领先水平。在青海省海南州千万千瓦级新能源基地(一区两园)工程中实现了国内外首台套新能源电站分布式调相机组保护应用,运行稳定可靠,并得到了用户的充分肯定和赞誉。 截至2022年12月,本成果市场占有率达95%以上,累计实现订货596万元,利润300万元,后续预计年产值可达500万元以上,取得了良好的经济效益。新能源电站分布式调相机组保护关键技术研究与示范应用成果提升了同步调相机的继电保护原理,巩固并提升了我国在电力装备继电保护领域的国际领先地位,提升了地区新能源利用率,为中国新能源占比较高区域的直流特高压安全运行提供了坚实保障。