国网哈密供电公司 魏文倩 陈 浩 罗 洁 冯腾辉 王密娜

1 引言

1.1 存在的问题及解决问题思路

从电力系统来看，继电保护能够对电网、运行时的高效性与安全性产生重要影响，依赖于继电保护功能，可以用更快的速度对系统线路中的故障点进行确定，从而及时隔离故障点，避免它破坏电网的稳定性。在智能电网的建设阶段，电力公司不仅重视对自身整体效益的提升，还全面执行了可持续发展战略，一步步把大规模风电连接到电力系统中，在很大程度上影响到了继电保护装置。所以，怎么解决各类影响因素，让继电保护装置可以将其保护作用完全发挥出来，保证电力系统的稳定运行，这是当前迫切需要处理的难题。

参考一些价值较高的书籍，然后再结合中国知网来对现有的研究成果进行分析。主要可以参考以下这些数据库：中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国期刊全文数据库和中国重要会议论文全文数据库。

1.2 亮点

由于中国的经济与科技水平获得了一定提升，使得人民的生活质量也显着改善，在电力上也表现出了更大的需求，从而逐渐暴露出了中国电能资源匮乏的问题。为了脱离这种困境，我国引入了风力发电的方式。但问题是风电的大规模接入又会严重影响到继电保护，所以，我们在下文中将主要讨论风电的大规模接入给继电保护带来的影响。

2 风电场和风电组的故障特征

当前出现的风电场与风电机组故障通常都具备以下特点：对短路电流衰减的分析；波形研究；计算电流。如今，风电机组的发电机都相对有新意，属于异步感应电机，它的转动时间与转动惯量更短，在故障特点上也有别于传统发电机，不存在励磁装置。对于永磁直驱机组来说，尽管它也属于传统的同步发电机，可是它的故障特性却跟逆变器之间密切相关。因为电力电子的特点，使它保护的复杂性增加，这样一来，电磁暂态也变得越来越复杂，导致继电保护的实施有很大难度。按照电力系统的继电保护来看，为它提供主要支撑的就是三相对称系统与发电机电源。得出的电流衰减特性与实际电流幅值均是建立在出现了相关故障的前提下，而且普遍具有相对固定的参数。结合这些条件虽然能完成继电保护，但最后得出来的值会偏离实际值，缺乏一定的精确性。从而并无法控制事故出现的频率。

3 大规模风电接入对继电保护所产生的影响

第一，继电保护装置的灵敏度变差。把大型的风电连接到继电保护装置之后，与之对应的升压变压器必须先解决好接地问题。从这个过程来看，也许会干扰零序网络，导致设备的整体灵敏度明显变差。如果没有准备单独的弱电源装置，再加上风电场本身是不能将持续电流输送到故障点的，所以，此时的连接线就不能对系统进行充分保护，更不能迅速隔离故障，从而在很大程度上减少了网络运行的安全性。

第二，不一样的保险期限增加了断线的风险。现阶段而言，在电力系统中，为了保证电力供应的稳定性，一般会把风力电源连接到并网点。通过这种校验与同步方式，一旦连接线被触发，那么此时的风能力会迅速进行动态转变，如果检同期无法发挥作用，那么连接线就不能进行有效闭合，从而造成风电脱网问题。

第三，保护范围缩小。在运用异步发电机之后，可能会直接干扰并联网络线路的保护动作，此时，改变阻抗特性也将为阻抗平面的轨迹造成不好的影响，削弱了保护动作的效果，并使继电保护装置不能充分发挥其作用，这就显着减少了电网在运行期间的可靠性。

4 大规模风电接入对继电保护的完善

接入大规模风电肯定会对继电保护产生一定的影响。针对这种接入造成的问题，必须及时使用合理的措施进行处理，以确保它在运行过程中的稳定性。主要从以下几方面着手。

4.1 了解各种影响因素综合设计

以前的风电系统并不符合大规模风电接入的需求。为了实现电网的平稳运行，相关从业者需认真思考这个方面的各种问题，结合电网的现实状况展开深入剖析，并创建合适的设计方案，使风电的大规模接入能够给继电保护带来良性影响。总之，和风电接入相关的所有环节均必须深思熟虑，而且所有环节要安排专人负责管理，以全面监管所有阶段，例如电力传输方式的选择与保护措施的监管。与此同时，还有必要对可能发生的情况展开预测与分析，提前将方案创建好，以免在出现事故时措手不及，最终对正常的电力输出产生影响。

4.2 明确故障

关于电力系统的继电保护装置，它需要保护的关键对象一般是短路电流的衰减特性和它的一个最大值。当我们分析继电保护造成的影响时，基本上是结合它的配置和交互来完成。所以，这其实跟继电保护原理并不相关。真正能影响继电保护性能的根本原因来自故障波形特性，必须使用适当的滤波计算才能完成，以细化继电保护的特性，这对于处理大规模风电造成的影响有很大帮助。

必须确定风电接入的故障问题，找出故障的具体原因并创建科学的方案，提前做好相关准备，逐一列举出所有可能发生的问题，而且最好准备几套方案，有备无患。举例来说，跳闸这种故障肯定是不可避免的，应当按照故障穿越需求进行处理。现在用得最多的办法就是把握好时间，让一个带时序条件的零电压多次通过，尽量把执行时间控制在100到125毫秒之间。如此将有利于降低风电大规模接入所造成的干扰。

4.3 保护联跳措施

为了解决跳闸的问题，建议使用联跳措施。在启动风电机之前，有必要把保护联跳装置安装于风电机的两端，然后再连接短路电流与继电保护，这样的话，一旦发生事故，该装置将自行隔断电流，达到保护电路的最终目的。

在把大型风电连接到继电保护中时，必须确保继电保护的执行和配置与对应的电网保护之间具有紧密的结合。如今，在电力公司的工作流程中，一般是安排不同的部门来负责风电和风电的接入工作，所以，为了在管理内容上进行高效合作，必须先加强有关部门之间的互动，具体的工作中最好是能实现信息的共享，利用协调的运行方式，让继电保护可以完全发挥其保护作用，防止出现意外拖网事故，进一步保证电网在运行期间的安全性与可靠性。此外，还应该尽早创建继电保护体系，用于指导所有的紧急控制工作，从而保证每个部门都可以在高效的配合下实现管理效率和质量的提升。

4.4 电场集群线路的开发

如果风电机出现了短路的情况，那么此时是没有办法对短路电流进行供应的，很容易造成相关事故的出现。必须开发电厂集群线路才能够处理该难题，因为它能够给短路供应一定电流，不会让系统受到太大的影响，从而确保电力系统是足够稳定的。

4.5 继电保护与风电场操作系统的配合

风电场的操作系统需要与继电保护之间具有相互作用的效果。而且风电场的网络保护还必须完全匹配风电场的操作系统，这将有利于防止出现离网故障。事实上，继电保护和风电场运行系统并不属于同一个单元，可是它们在运行过程中却必须相互作用，唯有如此，才能将电力继电保护系统给创建起来。

综上，从现在的发展趋势来看，中国的风力发电产业还是非常发达的，电力公司也已经成功建设了智能电网。不过，从风力发电的运行过程进行分析，当前其实有办法去处理以上提到的种种问题，不过在实际运行中仍然遇到了很多阻碍，所以，这就要求中国应该继续进行有关风力发电的研究，努力实现创新与改革，从而达到更高的水平，大力推动中国的经济发展与社会进步。或者也能够适当的参考国外现有的一些电力应用技术。