大规模风电接入的继电保护问题综述

吕蒙

摘 要 本文研究了风电的接入对电网继电保护的影响，以及一些风电接入后的方位变化对电网继电器故障定位的影响，风电接入后的容量对配电继电网保护的影响以及线路长短对配电网的影响等。在提出继电保护配置的原则的基础上，缓解了部分风电接入后原有的保护产生的问题，提高保护可靠性。

关键词 风电接入；继电保护；措施分析

引言

时代的发展社会的进步，让传统的石化能源饱受压力。这些石化能源上的利用，让环境也受到很大的污染，环境上的突出表现引起了人们的重视，人们开始加大对能源发展上的研发与应用力度。在能源的开发与利用上，风能发电是一种较为清洁的能源，并且可以再生。但是风力发电上，具有间歇性与不可控性，并且风力发电还会受到地域上的限制，现如今，广泛的风电接入受到了人们的广泛关注。

1 配电网继电保护的配置原则

在风电接入后，简易的电流保护有可能做不到正确切断故障，从而造成电网继电保护的不稳定。

1.1 电流速断保护

电流瞬时故障保护，继电保护，电流反应系统里电流的忽然增加导致电流保护出现的瞬时移动动作称为电流保护期。保护装置的设置原理是根据规避电路线网中故障产生点产生的最大短路电流，其自身的保护灵敏度是根据系统中两相短路的保护的最小工作模式为限。电流速断保护接线简单且动作可靠，切除故障速度快，但是不能保护电路全长。按被保护设备短路的电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，不能保护线路全长，即存在保护的死区。为克服此缺陷，常采用带时限的电流速断保护以保护线路全长。时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而且深入到相邻线路的无时限保护的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差[1]。

1.2 限时电流速断保护

这是一种有一定延时的快速保护手段，无论什么情形，应限制电流迅速切断故障来保护整个这条线的长度安全，况且扮演保护角色的当前的部分线路电流I段也有保护作用，用于切断这个I段范围之外的问题故障。因此依据线路确保的选择性，一定要和下一行速断保护的线路进行区别。

1.3 定时限过电流保护

限保护是装置启动后其动作时限与作用量大小无关的一种保护措施。与其相配的是定时限保护装置。流动的电流依据规避掉最大的承受的电流来设定的保护模式，就是电流段III保护。在普通的一般情形下，其电网的保护动作度较小，又能够维持此线路的全长长度，同时还能够维护好隔壁线路的全长，在整个电网系统中有着备用保护的功能[2]。

2 风电接入对电网继电保护的影响

2.1 风电接入位置和故障位置的影响

风电接入到这个配电网，最初设定的操作在跳间的电流保护设置的四个基础规定会有着各种不一样范围的影响。当风电接入的位置不一样，或者不一样的故障问题位置对整个电网的保护的影响范围也不一样。

当风电接入位置接在配电网馈线非末端母线C段，假设线路各点为ABCD，保护为1、2、3。如果上游产生故障问题，保护1会迅速切除故障点，没有风电接入的时候便要切断整个线路AD，然而当母线C接入风力发电机后便会持续供电使得线路BD段成为一个孤岛线路流动，到最后会由于风力发电里面的保护设置规则而退出电网。因此需要于线路BC段在接近母线C的一段上增加安装有保护设置功能和方向的元件，以此才能规避上述现象的产生。

如果下游产生故障问题，风电的接入将让通过保护3处的问题放大，于是便可能延长保护3处的电流1段控制的保护程度，同时也有概率让保护3和相邻的一条线路的保护选择性失去联系。类似的保护1与2的限时电流速断保护的联系会有一样的故障。除此之外，这可能减小通过保护2时产生的短路电流量，一旦通过保护2的短路电流量减弱降低，它所在的保护区域就会缩小，使线路的灵活性降低，若是再减弱一些则会令限时电流快速切断故障的能力不能发挥。

2.2 风电接入容量的影响

针对那些已经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了。然而，当风电接入到这个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这其中会产生的故障电流或其他影响在这个过程中。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是不断改变的。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。

2.3 线路长度对配电网保护的影响

若系统的容量大小值与风电的接入容量大小值确定，此时BC段线路的长度大小发生变化，保护3的设定量与短路的电流量皆产生变化。若此时的长度加大，使得保护3的速断保護的设定值范围降低，通过保护3的短路电流随之减小。此时假设BC段的长度持续增加，但这种情况下风电接入带来的故障电流值维持原来的数值，那么此時保护3设定值的减小会让线路系统发生误动。就是说线路的长度越长，它的保护误动的程度也会越明显。

假设此时CD段线路的长度大小发生变化，保护3的速断设定值随之同样会缩小，出现故障问题后风电接入带来的短路电流将反应的减小更加强烈。假设CD段的线路长度持续增加，那么通过保护3的故障电流会出现低于它本身快速切断故障保护的设定值，这种情况的保护使得系统线路避免了误动。

3 结束语

随着时代的发展与进步，经济生活水平的不断提升，我国在能源上的保护与开发方式也进行了相应的调整，这样的做法主要是为了解决社会生产与社会需要上的基础矛盾，大规模的风电接入对于电网结构上的构成具有深远并且重要的意义，继电上的装置对于电网的安全运行也具有很大的影响力，所以，相关的部门一定要及时采取措施确保电网的安全运行，为实现低碳经济做好准备。

参考文献

[1] 谭志皓.大规模风电接入继电保护的影响及措施[J].科技与创新，2015，（01）：11.

[2] 李俊鹏.云南电网大规模风电接入继电保护[J].云南电力技术，2014，（S1）：34.