大规模风电接入对继电保护的影响与对策

郭倩倩

摘 要： 当今社会，在能源急剧短缺，生态环境日益恶劣的发展背景下，风电装机技术受到各国的高度重视，我国实行可持续发展战略，大力发展风电装机技术。但是大规模风电接入依然存在很多方面的问题，例如对电网继电保护产生的影响，因此要采取相应的对策来进行解决。基于此，本文主要对大规模风电接入对继电保护的影响与对策进行分析。

关键词： 大规模风电接入；继电保护；影响与对策

一、前言

伴随着风电技术的不断发展，我国风电装机总容量不断升高，这样就很大程度缓解了我国电力能源不足问题。但是大规模的风电接入，对于并网系统中的电力保护造成了严重的影响，这既对整个电网的安全运行造成了一定危害，也限制了风电的进一步发展。因此要弄清楚大规模风电接入对继电保护所造成的影响，并且采取相应的对策对其进行防范，促使风电技术得到更好的发展具有非常大的研究意义。

二、我国风电并网存在的问题

1、小电流的选线装置的动作率降低

我国目前的风电场系统以不接地系统为主，可以带单相接地运行长达两个小时，这样的接地方式主要应用于架空线路，因为架空线路接线电流小，并不适用于电缆和架空电路混合系统，所以较容易导致小电流选线装置动作率低，使得小电流的选线装置出现错误的概率增加，如果相关的技术人员在这种情况下不能迅速找到发生故障的部位，并及时采取措施，将会使得故障加重，进而导致安全事故。该错误在电力系统中比较常见，当产生故障的时候，仅仅只有微小的电流显现，这使得相关的技术人员找到故障点变得困难。

2、主网继电保护配置必须保持完善

故障的性质以及产生故障的部位的电气距离，直接地决定了主网发生短路事故时风电场的并网点的电压，目前，其持续的时间大多是少于0.1秒的，而在0.1秒后将重合，但若是在这种情况下，故障持续的时间超过了0.1秒，便会使风电场遭受第二次的损害，而且第一次的故障和第二次的故障是不同的，风机出力的大小左右着风电机组的短路特性。因此，主网的继电保护配置必须持久地保持完善，这样才能降低风电场出现故障的几率。

三、大规模风电接入对继电保护造成的影响

1、继电保护配置

在电力系统的正常运行时，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。弱电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、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，极有可能出现跳闸的情况[1]。

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統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。

四、加强大规模风电接入对继电保护的对策

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继电保护产生的影响。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、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、保护联跳措施

对于跳闸现象我们可以采用联跳的措施。在风电机组运行之前，我们可以在风电机组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、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。

五、结束语

总而言之，我们应该深刻认识到大规模风电接入对系统继电保护所造成的影响，并且采取有效的措施进行处理，这样不仅能够保证风电系统的安全稳定运行，同时还能促进我国的风电进一步发展壮大。 ■

参考文献

[1]廖志刚，何世恩，董新洲.提高大规模风电接纳及送出的系统保护研究[J].电力系统保护与控制，2015（22）：41-46.

[2]喻婷.浅谈大规模风电接入的继电保护问题[J].企业技术开发：学术版，2016（02）：56-57.

[3]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（21）：96-98.