- 頭條科研進展：含風電繼電保護應用中的電流互感器飽和電流重構方法2023-02-27 作者：黃梓欣、林湘寧 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語針對相關研究的缺陷，強電磁工程與新技術國家重點實驗室（華中科技大學電氣與電子工程學院）的黃梓欣、林湘寧、馬嘯、吳宇奇、魏繁榮，在2022年第19期《電工技術學報》上撰文，在現有方法的基礎上進行改進，提出一種能在各種電流互感器飽和工況下進行高精度電流重構的方法，具有一定的抗噪能力和較快的運算速度，能滿足繼電保護的應用需求。
傳統繼電保護研究往往將抗電流互感器（CT）飽和視作離線判據整定的必要條件，實際上，利用在線快速重構所得電流數據參與保護計算是一種新思路。但在風電接入系統后，流經電流互感器的是風電與同步機的混合故障電流，然而現有的電流重構數值計算方法無法對含間諧波的復雜電流建模，在風電接入電網容量增大后該問題將更為突出。
此外，現有數據驅動方法雖然具有應對復雜電流作用下電流互感器飽和的潛力，但很少有研究將影響電流互感器飽和的各因素考慮全面，也未計及間諧波和噪聲干擾的影響，將含噪聲的實際電流輸入數據驅動模型中可能產生較大誤差，尤其是缺乏驗證能否滿足保護的實時性要求，這是現有數據驅動方法的盲點。
針對相關研究的缺陷，強電磁工程與新技術國家重點實驗室（華中科技大學電氣與電子工程學院）的黃梓欣、林湘寧、馬嘯、吳宇奇、魏繁榮，在2022年第19期《電工技術學報》上撰文，在現有方法的基礎上進行改進，提出一種能在各種電流互感器飽和工況下進行高精度電流重構的方法，具有一定的抗噪能力和較快的運算速度，能滿足繼電保護的應用需求。
圖1 所提方法的理論框架
該含風電繼電保護應用中的電流互感器飽和電流重構方法主要分為主要分為離線訓練與在線應用兩個階段。離線階段：首先結合影響電流互感器飽和的多重因素生成樣本數據集，然后訓練堆疊式長短期記憶神經網絡（Stacked LSTM），繼而構建電流互感器二次電流到一次電流的映射模型，再結合貝葉斯優化求取模型最優超參數；在線階段：首先對故障后電流互感器半周二次電流進行白噪聲降噪，再將其輸入離線模型重構整周一次電流，最后利用重構電流數據參與保護計算。
在大規模風電接入的母線系統中，該方法能不受DFIG故障電流中轉速頻間諧波分量和Crowbar投入導致電流波形陡度變化的影響，相較于時差法，能在3ms內快速飽和場景下實現電流高精度重構。
研究人員指出，該方法充分利用了LSTM處理時間序列問題的優勢，消除了噪聲對模型預測的影響，可用于含噪聲和間諧波的復雜飽和電流重構，為繼電保護提供真實有效的數據從而，為復雜電流作用下繼電保護面臨的電流互感器飽和問題提供了一種新的解決思路。同時，他們也表示，該方法尚存在待優化的空間，如對輸入數據的長度需求有待進一步縮短，將在后續研究中開展。
本文編自2022年第19期《電工技術學報》，論文標題為“含風電繼電保護應用中的電流互感器飽和電流重構方法”。本課題得到國家自然科學基金資助項目的支持。
