电网故障的特征与检测方法

电网故障检测技术在传统电力系统的继电保护领域应用较为广泛，且已比较成熟。为减小电网故障对用电设备的影响和加速电力系统的恢复，继电保护系统必须正确地检测电网故障，并根据检测结果尽快采取相应的保护措施。继电保护装置的输入量通常包括：线路电流的幅值、线路电压和电流之间的相位差、电网电压的频率等，对电网电压相位角和负序分量的检测要求较低^[1]。

间接并网型风电和光伏并网发电系统中，电网故障检测技术对实现系统的低电压穿越运行和保护至关重要。与继电保护系统相比，风电和光伏并网发电系统对电网故障检测的速度、准确度和电气量特性的要求更高。由于系统中电力电子器件可承受的过电压和过电流能力有限，电网故障导致电路中的短时过电压或过电流都可能损坏变流器，为保护发电系统，往往需要额外增加硬件保护电路或提高变流器的容量。快速的故障检测可以加快发电系统的响应时间，减小硬件保护电路和变流器的容量，降低系统成本；同时减小故障过程的过渡时间，使并网发电系统迅速恢复到可控运行状态。此外，为满足低电压穿越的相关并网导则，风电和光伏并网发电系统需要在故障期间输出规定的正负序无功电流分量，为实现此目的，必须准确检测故障后电网电压正负序分量的幅值和相位角信息^[2]。(www.xing528.com)

本章首先介绍风电和光伏并网发电系统的典型并网结构，基于此结构分析典型的电网故障特征；在此基础上，讨论电网故障的快速检测算法。