Fast Busbar Protection for Low-frequency Transmission System of Offshore Wind Power

SONG Guobing; GAO Xiaoping; ZHANG Chenhao; DOU Jingming; WANG Xiuli; NING Lianhui

doi:10.7500/AEPS20230706004

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Fast Busbar Protection for Low-frequency Transmission System of Offshore Wind Power

Key Technologies for Offshore Wind Power System | 更新时间：2025-06-16

- Fast Busbar Protection for Low-frequency Transmission System of Offshore Wind Power
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 2, Pages: 29-36(2024)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.中国电力科学研究院有限公司，北京市 100192
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Postdoctoral Innovation Talents Support Program(BX20230287);State Grid Corporation of China(5108-202218280A-2-66-XG)
- DOI：10.7500/AEPS20230706004
  CLC：
- Received：06 July 2023，
  
  Revised：2023-10-24，
  
  Published Online：10 January 2024，
  
  Published：25 January 2024
- 稿件说明：
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宋国兵,高校平,张晨浩等.海上风电低频输电系统快速母线保护[J].电力系统自动化,2024,48(2):29-36.

SONG Guobing,GAO Xiaoping,ZHANG Chenhao,et al.Fast Busbar Protection for Low-frequency Transmission System of Offshore Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(2):29-36.
宋国兵,高校平,张晨浩等.海上风电低频输电系统快速母线保护[J].电力系统自动化,2024,48(2):29-36. DOI： 10.7500/AEPS20230706004.

SONG Guobing,GAO Xiaoping,ZHANG Chenhao,et al.Fast Busbar Protection for Low-frequency Transmission System of Offshore Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(2):29-36. DOI： 10.7500/AEPS20230706004.

摘要

海上风电低频输电系统母线故障后，换流器型电源等效电势与阻抗因控制的切换与调整过程，不再像传统电网可视为恒定。文中理论分析了母线电流差动保护适应性，明确故障控制策略对差动保护灵敏度的影响方式。利用母线区内外故障所对应的故障等效模型不同，提出基于时域全量模型识别的母线保护。该保护原理反映被保护元件自身拓扑的变化，理论上具有不受电源特性影响的优势，同样适用于其他换流器型电网。同时，所提保护在时域中实现，不存在相量提取问题，动作速度快。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型，验证了所提母线保护的可靠性和快速性。

Abstract

After a busbar fault in the low-frequency transmission system of offshore wind power takes place

the equivalent potential and impedance of the converter-type power source are no longer considered constant like traditional power grids due to the switching and adjustment process of control. The paper theoretically analyzes the adaptability of busbar current differential protection and clarifies the impact modes of fault control strategies on the sensitivity of differential protection. A busbar protection is proposed based on time-domain full component model identification

utilizing the different equivalent fault models corresponding to internal and external busbar faults. This protection principle reflects the changes in the topology of the protected components themselves

and theoretically has the advantage of not being affected by power source characteristics. It is also applicable to other converter-type power grids. At the same time

the proposed protection is implemented in the time domain without the problem of phasor extraction

and the operation speed is fast. Finally

a simulation model is built in PSCAD/EMTDC to verify the reliability and speed of the proposed busbar protection.

关键词

Keywords

references

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