大规模风电接入对继电保护的影响与对策

刘莹

摘 要：能源问题是现在全球的焦点。其中电能现在的需求量是全球最大的。我国的电能能源上一直存在问题，众所周知，我国是人口大国，家庭用电很多，而我国的企业更是多，在工业上的用电上耗费巨大，所以电能的开发一直是我国有待解决的问题。我国对新能源中风能的开发极大的解决了这一问题。风力发电的应用，很大程度上解决了这一问题，这种发电方式不仅方便，对环境基本上没有污染，基本没有影响。但风电的大规模应用也使其存在的问题暴露出来，而继电保护的应用促进了风力发电问题的解决。但继电保护的应用也不是对风力发电完全没有影响。文章就这一问题进行研究，提出相应的解决策略。

关键词：风电接入；继电保护；电力资源

前言

我国各行各业的发展正处于稳定进步的阶段，而这一阶段需要大量的电力，而现在的电力缺乏的问题，所以国家对企业的用电就要进行限制，这也影响着各行各业的发展。风力发电的应用确实解决了一些问题，但其中也存在问题，继电保护的应用对我国风力发电的实施有很大的帮助，我们也要在现在的基础上分析大规模风电接入对继电保护的影响与对策。本文对大规模风电接入对继电保护的现阶段存在的问题进行分析，并提出解决的方案。

1 风电场和风电组的故障特征

在风电场和风电组中存在故障一般有如下特征：一是短路电流减弱分析。二是波形分析。三是电流计算。现在的风电机组的发动机比较新颖，是感应式异步，其具有较小的转动时间和转动惯量，其故障特征与传统的发电机不同，而且其没有配置励磁装置。而永磁直驱机组虽然是传统的同步发电机，但是其故障的特征与换流器的联系很密切。由于电力电子的特性，所以对其保护的难度增大了，电磁暂态就更加的复杂了，对继电保护的性能也有一定的困难。三项对称系统和发电机电源是传统的电力系统的继电保护的基础，对电流减弱特征和电流的实际大小都是假设故障发生，其参数都是固定的，根据这些情况进行继电保护，但这样计算的数值与实际肯定有一些差距，并不精确。所以事故的发生频率不会减小。

2 大规模风电接入对继电保护造成的影响

2.1 继电保护配置

在电力系统的正常運行时，升压变压器必须要进行调整，大规模风力发电接入时，变压器一定接地。但这样进行处置，联络线的零序会被改变，降低了继电保护器的灵敏度。弱馈装置的安装对整个电力系统的稳定有重要的作用。但是这种装置的成本比较高，很多企业没有安装这种装置，但这样电力系统的运行就不会稳定。但现在也没有其他的解决办法，所以对继电保护的配置还需要在进行研究。

2.2 电力系统的整体设计

在大规模的风电接入中，整体设计的不完善是其产生问题的主要原因。电力系统本身就有很多的设备设施和执行方案，但这些设施和系统在一个电力系统中运行，并不一定都适合，所以在设计设施和方案时，一定要多方面的进行考虑，不能出现设备与操作方案的不适合的状况，现在的电力系统的规模比较大，如出现问题，那对电网的影响也是很大的，所以在实际的设计中，对电力系统要全面的了解。现在我国的变压器与变电器的连接是先将变压器升压，然后进行电力传输，有关配电网的保护并没有改变，这样，配电网的就有可能出现故障，各方面也容易受到影响。跳闸极有可能出现的情况[1]。

2.3 电力运行的稳定

在风力发电中使用的发电机是异步发电机，而其发出的有用功率就是一个问题。在系统运行时，发电机会从中吸收无用功率。而无用功率对整体系统的运行有很大的影响。这样在电网的运行中就容易出现系统不稳定的现象。而风力的大小对系统的稳定也有影响，因为风力的大小是不可控的，所以在实际的运行中电力的传输也是不稳定的。而谐波受不同发电机型号的影响，频率也受其影响，设备的更换也会造成电力系统的不稳定。

3 大规模风电接入对继电保护的完善

风电接入的大规模性，必然会影响继电保护。大规模的风电接入存在的问题需要我们采取一定的解决办法，使其稳定的运行。具体的实施有几个方面，笔者将从具体的实施办法入手，多方面的分析其解决策略。

3.1 了解各种影响因素，综合设计

传统的风电系统对大规模的风电接入难以适应，要想电网稳定的运行还需要从业人员对电网运行方面的问题要全面、多角度、深层次的了解，根据电网运行的实际情况进行分析，制定设计方案，改善大规模风电接入对几点保护产生的影响。对于风电接入的每个环节都要考虑清楚，每个环节要有专门的人进行管理，对每个阶段都要有有效的把控，如，输电方式的选择、保护措施的调控。对于可能出现的状况要进行分析和预案的制定，避免事故发生时，毫无准备，影响正常的电力输出[2]。

3.2 明确故障

对于风电接入的故障问题一定要明确，故障的发生原因一定要明确并制定适合的方案，这样准备好，将可能出现的问题都列出来，预案的制定不能只制定一套，要准备多种预案，这样才能做到有备无患。如，跳闸是大规模的风电接入一定会出现的情况。这种情况可以根据故障穿越要求来解决。具体的实施办法就是在控制好时间的前提下，多次的零电压穿越，对于这项条件的实施的时间就是100～125ms[3]。这样做就可以使大规模风电接入的影响减小。

3.3 保护联跳措施

对于跳闸现象我们可以采用联跳的措施。在风电机运行之前，我们可以在风电机的两侧进行保护联跳装置的安装，将短路电流和继电保护连接，当出现事故时，这种装置就会阻断电流，保护电路。这样装置的设置，使继电保护在出现跳闸的事故时，不会受到影响，电力系统仍能稳定的运行。线路是直接影响用户用电的传输方式，一旦出现事故，可以采用切断线路的方式进行事故处理，避免给其他用户造成影响。而新厂建立时产生的故障可以采取接地的方式解决[4]。

3.4 电场集群线路的开发

当风电机短路时，由于无法提供短路电流，从而产生事故。而电场集群线路的开发可以解决这一问题，电场集群线路的开发可以为短路提供电流，使各系统不受到影响，保证电力系统的稳定。

3.5 继电保护与风电场操作系统的配合

风电场的操作系统和继电保护一定要相互配合。风电场的电网保护一定要与电场的操作系统相吻合，避免脱网故障的发生。继电保护与风电场操作系统并不是一个部门，但在工作中要相互沟通，共同构建电力继电保护系统。

4 结束语

我国的风力发电行业发展比较好，电力企业的智能电网已经形成。在风力发电的运行中，确实存在一些问题需要我们解决，如，电力系统的整体设计、电力系统的稳定性维护和电力系统的故障产生原因和解决办法。而现在对于一些问题我们都已经有了相应的对策，虽然现在在实际的运行还存在一定的障碍，但我国一直致力于风力发电的研究，在不断的创新和改革，希望能达到更高的水平，促进我国的经济和社会的发展。我国的研究也可以从引进国外的电力应用技术方面进行。

参考文献

[1]郦菊英.大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J].科技与创新，2016，01（21）：96.

[2]余东海.浅谈大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J].通讯世界，2015，08（22）：98-99.

[3]徐凤玲.大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J].信息技术与信息化，2015，07（11）：70-72.

[4]聂文昭，明亮，刘璐.大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J].黑龙江科技信息，2015，10（26）：33.