一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法和装置与流程

    技术2026-06-10  1


    本发明涉及电力系统输配电,尤其涉及一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法和装置。


    背景技术:

    1、随着电力需求的不断增长和电力系统的复杂性加大,传统的电力输电系统已经面临着很多挑战,比如陆上风电场采用高频输电系统存在输电损耗大、电缆成本高、电气设备体积大等问题,为了解决这些问题,陆上风电低频交流送出系统应运而生。低频交流技术能够降低输电损耗、减小电缆成本、缩小电气设备体积,提高了风电场的整体经济性和运行可靠性。

    2、实现低频交流输电通常会采用大量电力电子器件的换流器,这种电能变换系统容易在系统发生故障时进行闭锁,从而导致功率无法外送引起较大的过电压,另外由于陆上交流送出系统通常采用架空线路,线路遭受到雷击时产生的过电压也容易对风机的安全造成威胁,因此,避雷器作为限制过电压的主要手段,在目前低频交流输电还未有大规模应用的背景下,如何配置避雷器成为急需解决的问题。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法和装置,解决了现有技术缺乏全面考虑不同故障类型的过电压影响因素,降低系统运行可靠性的技术问题。

    2、本发明第一方面提供的一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,包括:

    3、搭建陆上风电低频交流送出系统的仿真模型,并通过所述仿真模型对所述陆上风电低频交流送出系统进行金属性接地故障的过电压仿真计算;

    4、根据过电压仿真结果,匹配所述陆上风电低频交流送出系统内各故障点的避雷器配置参数并布置关联的避雷器;

    5、通过所述仿真模型对所述陆上风电低频交流送出系统的所有故障类型进行故障仿真;

    6、根据不同故障类型的故障仿真结果更新避雷器配置参数并布置关联的避雷器,直至满足预设过压保护要求,则输出满足所述预设过压保护要求的避雷器配置参数。

    7、可选地,所述金属性接地故障包括三相接地故障、两相接地故障、两相相间故障以及单相接地故障。

    8、可选地,所述过电压仿真结果包括所述陆上风电低频交流送出系统内所述金属性接地故障关联的故障点的最大暂时过电压。

    9、可选地,所述通过所述仿真模型对所述系统的所有故障类型进行故障仿真之前,还包括:

    10、搭建所述陆上风电低频交流送出系统内架空线风机侧用于进行雷击故障仿真的杆塔多段波阻抗模型。

    11、可选地,所述故障类型包括所述金属性接地故障和雷击故障,所述通过所述仿真模型对所述系统的所有故障类型进行故障仿真,包括:

    12、通过所述仿真模型对所述陆上风电低频交流送出系统的所述金属性接地故障进行故障仿真,确定所述金属性接地故障关联的故障点所布置的避雷器的实际吸收能量;

    13、通过所述仿真模型对所述陆上风电低频交流送出系统的所述雷击故障进行故障仿真,确定所述陆上风电低频交流送出系统内的杆塔横担与架空线电压差。

    14、可选地,所述对所述陆上风电低频交流送出系统的所述雷击故障进行故障仿真,包括:

    15、通过预设雷电流双指数模型获取所述雷击故障的仿真雷电冲击电流;

    16、对所述杆塔多段波阻抗模型施加所述仿真雷电冲击电流进行故障仿真。

    17、可选地,所述预设过压保护要求包括:

    18、当故障类型为所述金属性接地故障,则所述预设过压保护要求为所述陆上风电低频交流送出系统的过电压小于预设标准最大耐受电压且所述避雷器的实际吸收能量小于预设最大吸收能量;

    19、当故障类型为所述雷击故障,则所述预设过压保护要求为所述杆塔横担与架空线电压差小于预设绝缘子串伏秒电压。

    20、本发明第二方面提供的一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置装置,包括:

    21、搭建模块,用于搭建陆上风电低频交流送出系统的仿真模型,并通过所述仿真模型对所述陆上风电低频交流送出系统进行金属性接地故障的过电压仿真计算;

    22、匹配模块,用于根据过电压仿真结果,匹配所述陆上风电低频交流送出系统内各故障点的避雷器配置参数并布置关联的避雷器;

    23、故障仿真模块,用于通过所述仿真模型对所述陆上风电低频交流送出系统的所有故障类型进行故障仿真;

    24、更新模块,用于根据不同故障类型的故障仿真结果更新避雷器配置参数并布置关联的避雷器,直至满足预设过压保护要求,则输出满足所述预设过压保护要求的避雷器配置参数。

    25、本发明第三方面提供的一种电子设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如上述任一项所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法的步骤。

    26、本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法。

    27、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

    28、本发明通过构建陆上风电低频交流送出系统的仿真模型,并基于仿真模型考虑金属性接地故及雷击故障因素对系统进行避雷器配置,然后再通过考虑不同故障类型因素更新避雷器配置;解决陆上风电低频交流送出系统在不同故障工况下的过电压问题,以保护系统中电气设备的安全,提高系统运行可靠性。



    技术特征:

    1.一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,所述金属性接地故障包括三相接地故障、两相接地故障、两相相间故障以及单相接地故障。

    3.根据权利要求1所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,所述过电压仿真结果包括所述陆上风电低频交流送出系统内所述金属性接地故障关联的故障点的最大暂时过电压。

    4.根据权利要求1所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,所述通过所述仿真模型对所述系统的所有故障类型进行故障仿真之前,还包括:

    5.根据权利要求4所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,所述故障类型包括所述金属性接地故障和雷击故障,所述通过所述仿真模型对所述系统的所有故障类型进行故障仿真,包括:

    6.根据权利要求5所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,所述对所述陆上风电低频交流送出系统的所述雷击故障进行故障仿真,包括:

    7.根据权利要求5所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法,其特征在于,所述预设过压保护要求包括:

    8.一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置装置,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法的步骤。

    10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-7任一项所述的陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法。


    技术总结
    本发明涉及电力系统输配电技术领域,公开了一种陆上风电低频交流送出系统避雷器配置方法和装置,本发明通过构建陆上风电低频交流送出系统的仿真模型,并基于仿真模型考虑金属性接地故障及雷击故障因素对系统进行避雷器配置,通过考虑不同故障类型因素更新避雷器配置;解决陆上风电低频交流送出系统在不同故障工况下的过电压问题,以保护系统中电气设备的安全,提高系统运行可靠性。

    技术研发人员:刘浩,陈建福,陈喜鹏,唐捷,刘刚,陈勇,胡泰山,裴星宇,胡上茂,吴宏远,蔡汉生,杨锐雄,梅琪,邹国惠
    受保护的技术使用者:南方电网科学研究院有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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