谢立

摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，风力发电越来越受到关注。风电并网方式主要分为分布式接入和集中式接入，分别针对两种接入方式，研究风电接入后对电网继电保护的影响。分布式接入时，风电接入影响配电网电流保护的灵敏度、保护范围，甚至造成保护误动或拒动;集中式接入时，风电弱电源特性可能造成风场侧继电保护故障误选相及距离保护拒动，并且风电故障期间低电压穿越控制策略使得风电机组故障暂态特性完全不同于传统同步机组，将直接影响各类保护的动作行为。

关键词：风电接入;电网继电保护;影响

风力发电能够在调整电源结构的同时减少污染气体的排放，并在之后有效地降低能源进口方面的压力，并更好地提升我国能源供应的安全性。但由于风力发电成本较高，所以没有办法和火力发电一样取得好的效果。风力发电在我国电网中占据的比例将越来越高。但风力发电本身的随机性和不可控性给电网的运行和管理带来了很大的影响。为了能够更好地提高电网接纳风电的能力，有效地研究风电接入对电网继电保护的影响显得尤为重要。

1故障特性及继电保护

1.1故障特性

继电保护是基于系统故障特征分析与设计得来。风电机组与风电场的故障分析是其中的重要环节，同步发电机电源与三项对称系统是传统意义上继电保护的基础内容。传统意义上的继电保护系统存在一定的缺点，系统发生问题前后，同步发电机的运行数据与状态并不会发生变化。而现阶段使用的异步发电机由风电机组组成，相较于传统意义上的同步发电机，系统故障的出现是由于自身结构引起。当系统中出现短路时，传统的异步发电机短时间内会出现大电流，然后迅速衰减为零，该过程持续时间较短，并不能为系统提供短路电流。双馈式发电机相较于传统的异步发电机，可为短路系统提供短路电流，同时其电流衰减时间较长。

1.2继电保护

（1）励磁结构的缺失。现阶段，大多数风力发电厂常用的机型为鼠笼型异步电机，该电机无励磁结构，当系统出现短路时，电流衰减较快，无法为短路系统提供短路电流。（2）选项装置电流小动作率较低。不接地系统不易保障系统安全，当系统出现安全故障时，不利于故障的解除。不接地故障线路与电路电容电流较小，导致风电场系统故障难以排除。（3）波动性并网灵敏度较低。由于受到控制系统等多种因素的影响，风电网络系统并网后，难以满足电力系统中对灵敏度的要求，系统结构中选项单元与距离受到影响，进而产生继电保护问题。当系统接入风电后，升压变压器由于接地产生变化，进而使零序网络随之变化，最终降低零序网络的灵敏度。（4）当风电场并网联络线断开后，其中的自动重合闸难以闭合。现阶段，我国普遍使用的检同期方式对系统的稳定性要求较高，网络线断开，很大程度上会影响风机的转动，进而影响检同期的成功率，使得重合闸无法闭合，进而产生风机脱网的故障。（5）剧动常态化。由于设备缺少弱馈保护，进而很大程度上减弱了并联网点联络线的保护性，使系统出现部分剧动。

2风力发电对继电保护影响

2.1部分电路故障存在选线影响

在电路机组正常工作的情况下，大部分的35kV集电系统采用的系统都是不接地系统，在单向接地时，一般是一至二个小时，在风电工程中，这种接地方式都应借鉴配点系统中的相关设计方案，以达到正常运行的目的，但一般情况下只有电流比较小的架空线路才会采取这种接地方式，而其它的线路，对这种接地方式的使用十分少见，如果将这种系统强行安置到不适用的电缆和架空线路的混合系统中，可能短时间内降低成本，但此时也会因为系统不匹配而存在安全隐患。小电流系统的选线条件比较苛刻，导致选线的正确率比较低，而且在选线错误的情况下，这个潜在的隐患还不容易被工作人员所发现，致使故障覆盖面广，造成更大的损失，所以小电流的体统故障选线难。

2.2风电接入容量对配电网保护的影响

針对那些已连接有风电的配电网络系统的线路来说，假设这个风电容量的占比在这个系统中的数额比例小，那么这个继电保护系统的保护程度不会受到很大的影响。现在很多的研究也是将这个较小容量的影响情况忽略。然而，当风电接入到电网容量的数量是多重或量大的情况，那么此时的电路系统则不能忽略会产生的故障电流。当故障出现，不一样位置的保护点能够感觉到风电接入所带来的不一样的短路电流，并确认其输出的容量不断改变。因此，有需要探讨不一样容量的风电接入对整体保护的影响。通过保护1的短路电流依旧是依靠系统电源衡量的，与后面风电的接入并无联系，而此时通过保护2的短路电流依靠此时的风电接入来衡量产生，而且这中间是随着它的容量的增加进一步增大，当这个限定的容量增大至一定的值域后便能够让保护2出现误动。

3应对措施

3.1加强重合闸管理

重合闸的使用会对继电保护的功能产生重要影响，同时也会对风电接入产生影响。当重合闸出现故障时，会极大地影响风电接入保护效率，因此对重合闸故障的及时处理十分重要。当风电场无法准确定位继电保护装置故障时，即使系统的实际电压值较小，系统也会因电压参数异常导致重合闸跳闸，但仍保持LVRT功能不变。系统可通过使用多次零电压穿越，使系统穿越时间低于100ms/次，结合系统运行的状况，穿越时间也可设置为125ms/次。

3.2延长故障穿越时间

从有经验的人士探讨得出的结果来看，根据电源的某些特点和输电保护装置发现，对于风电组来说，并网线路的重合闸的作用还是很大。然而传统的一些重合方案已然很难再适应现代的风电事业的发展，这样传统的重合方案必将被淘汰，那么就需要对永久故障的重合闸原理进行重新研究。例如：电场并网中使用的330kV线路发生故障，要是带电场具有LVRT这样的功能，那出现不一样的故障电压就会有差异。一般来说，如果电压小于20%的额定电压时，风电机组的有关装置就会检测到，然后相关设备会全部跳闸，这种装置配备相比之下更具安全性。对于我国目前这些大规模的电网发展情况来看，因为多次被零电压超越，而且相间的故障穿越持续时间会比一百ms更小。如此看来，在电网系统运行的过程中，可以根据这个情况加长时间，这样对风机的考验也会比额定电压持续的时间短，这样一来就增加了故障穿越的持续时间，使风电接入更加可靠。

4结语

随着我国经济的不断繁荣发展，人们环保意识逐渐增强，而风力发电可在一定程度上满足社会对清洁能源的需求。但由于风力发电过程中，受到较多不定因素的影响，风力发电系统仍需不断改善，以满足社会对风电系统故障控制的要求。

参考文献：

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[2]供电企业电力营销管理的问题及措施分析[J].部宇.科技经济导刊.2018（34）.

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（作者单位：龙源陕西风力发电有限公司）