大规模风电接入的继电保护问题探讨

王乐军

摘要：随着我国经济的快速发展以及人们的生活水平不断提高，人们对电能的要求日益增多。当前我国出现了严重的电能资源缺乏现象，因此我国采用了风力发电的方式来解决电能紧缺问题。但是随着大量的风电接入，我国的继电保护受到一定程度的影响。文章探讨了大规模风电接入对继电保护的影响与对策。

关键词：风电接入;继电保护;探讨

针对我国电能资源缺乏问题，风力发电逐渐得到人们的重视，且有效地解决了当前的问题。随着风电的大规模应用，一系列问题随之暴露出来，同时对我国的继电保护提出了更高的要求。继电保护在电力方面具有举足轻重的作用，因此为了确保电力系统有条不紊地运营下去，应重视继电保护。但是，随着大规模的风电接入，相应的继电保护受到了一定程度的影响。

一、现有的继电保护问题分析

随着风电场具有的实体规模被逐步扩大，风电能的应用逐渐被普及化，但是电力系统的保护工作难度提升，如果想要有效保护整个电力系统，必须找出风电场给电力电网系统带去的影响[1]。在将风电电源设备直接接入到常规的电力电网系统中之后，电力系统的多处部位均随之发生了变动，其零序网络系统首先出现了极为明显的变动，升压变压器需被接地处理，零序保护系统具有的灵敏度被降低，在联络了规模极大的电厂之后，电力系统中并联联络线系统的自动重合闸装置很难在跳开之后再有效重合，风机也随之步入到动态化的过程之中，整体供电系统的稳定性随之受到影响，风电脱网事故也随之展开，弱馈系统没有被有效保护，并联网点的联络线能够发挥出的保护性能也被削弱，因此电网系统中会出现过多的故障问题。

第一，风电场接入电力电网系统对速断保护的影响。配电网的主保护是以传统电流也就是同步发电机提供的短路电流为速断保护，而风电场是以类似于异步发电机方式提供短路电流，这就使得风电场接入电力电网系统后产生影响速断保护的问题;第二，距离保护的动作裕度降低。异步发电机的阻抗是正电抗与负电阻的特征，所以阻抗平面轨迹很有可能至第二象限，进而使距离保护动作幅度降低;第三，电磁暂态过程被忽视。由于风电场内机组和机群在现实中的客观问题，如分布以及型的不同，使得理想化的组合――理想电源与系统抗组组成的经典串联模型难以得到，自然也就无法通过采用等效风电场的方式来获得相应的电磁暂态;第四，风电场输出功率波动性对并网联络線距离保护的影响。风电场的大规模的应用必然伴随并网联络线距离保护问题，这与测量所得电流、电压还有风电随机电源的个性化的特殊的故障问题密切相关。实质上就是对整定与管理高压电网的继电保护工作提出了更高的要求。

二、大规模风电接入继电保护的策略研究

（一）管理工作的有效配合

要使继电保护装置的保护作用充分发挥出来，就必须妥善解决时限与定制对保护装置产生的问题，使其能有效配合风电网的保护作用。该项工作的落实需要在过程中严格管理，因为风电场配置工作和电网保护工作由于工作性质的不同，所属部门也是不相同的，而要使脱网事故有效得以解决，必须需要两个部门工作人员相互配合，对时限和定制问题有效协调和解决，使电风网保护工作能够顺利完成。同时，针对电网的保护和自动重合闸这一问题，应当有效协调相应的控制工作，不断完善继电保护系统，使其能为正常运行的风电网起到保护作用。

（二）对电流故障进行重点分析

保护装置是继电保护作用的关键，其重点保护的内容主要是短路电流的衰减特征以及最大值电流上，其都会对继电保护作用产生极大影响，而对继电的配合、整合和保护是需要重点考虑的问题，当前这些问题还没有在继电保护的相关准则中有所深入[2]。对继电保护性能进行分析可以发现，其最大的影响因素是波形的特点和故障暂态下滤波的计算方法。在电网系统接入大规模风电情况下，针对其继电保护所产生的影响，为了有效保证风电网在继电保护下的稳定性运行，必须仔细分析电流波形的特点，针对其短路故障发生的相关问题加以深入，并对其进行进一步分析，保障实现继电保护的最大作用。

（三）完善和创新电路保护措施

要有效监测和控制风电机组的故障问题，就必须首先对其自身特点进行重点研究，充分了解短路电流波形所造成的相关问题，由于控制模块容易受其影响的因素，有效分析定值配合与延时的问题，使故障排除时间尽量降低，确保风电系统能够安全、稳定的运行。另外，还应重点分析电路故障的特点，不断创新和完善集群电线路的保护方式，使电力系统运行的有效性进一步提升。

（四）联调措施的有效应用

要使大规模风电接入产生的影响降低，可以采取保护联跳措施来实现[3]。在正式投入使用风电机以前，专业技术人员可以将联跳措施在两侧进行实测，在实现连接继电保护和风电短路电流的条件下，阻断电流可以完全依靠联调装置进行。如此一来，短路电流便不会对继电保护产生影响，能正常运行整个电力系统。在继电保护作用下，用户会因为线路而产生很大的影响，如果线路一旦出现故障，用户便不能正常使用到电能，所以，在继电保护的时候，专业技术人员必须及时解决这一问题，而故障快速切除方法是目前继电保护工作的常用方式，其能有效及时解决问题的发生，避免故障发生对用户使用电能所造成的困扰。

结语：

大规模风电会在接过程中产生诸多问题，这也在提醒必须重视到继电保护的性能特征。在解决大规模接入问题时，其指导思想应是以最新理论为准，具体分析其中存在的问题，并对解决方法加以多层研究，找出最为合理的方法。同时，要将问题彻底有效的解决，还应考虑到各个区域的真实情况，提出针对性的继电保护措施，使接入大规模风电所产生的影响降低最低，对其进行各个方面的综合，构建一个完整的保护系统，保证电网运行的稳定性。

参考文献：

[1]林汝东.风电接入对电网继电保护的影响分析[J].通信电源技术，2019，v.36;No.191（11）：265-266.

[2]王进，张健，苗伟威，等.一起220kV风电场并网线路接地故障分析[J].山东电力技术，2020（6）：1-4.

[3]王天.分析大规模风电接入电网的相关问题及措施[J].探索科学，2019，000（007）：52-53.

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