风电接入对电网继电保护的影响

风电接入对电网继电保护的影响

发表时间：2017-09-07T16:14:07.613Z 来源：《电力设备管理》2017年第7期作者：宁柯柯张梅[导读] 无论是从能源利用方面，还是从经济发展角度来说，采取合理有效的措施来保护电网的安全都是至关重要的。

国网新疆电力公司塔城供电公司新疆塔城 834700 摘要：能源问题和生态环境问题无疑是当今世界各国所面临的共同难题，一方面国家经济的快速发展离不开能源的开发利用，另一方面人类的正常生存离不开稳定的生态环境。在现今能源的急剧短缺和生态环境的日益恶劣的发展背景下，风电装机技术受到世界各国的高度重视。我国实行可持续发展战略，大力发展风电装机技术。然而，大规模风电接入尚存在多方面问题，对电路继电保护产生着众多影

响，需要合理有效的措施来解除影响，风电装机技术才能真正缓解社会资源与生态环境之间的矛盾。

关键词：风电接入；电网管理；继电保护引言

风力发电在实际应用过程中暴露出了很多问题，并且要求继电保护的质量提高一个层次，发挥自身在电力系统中的重要作用，以保证整个电力系统持续稳定运行。大规模的风电接入会对继电保护工作带来一定的影响，所以必须要研究风电基地继电保护配置，对其中存在的问题进行分析，并采取有效措施进行解决。

1我国风电并网存在的问题

1.1小电流的选线装置的动作率降低

目前，我国采用的风电场集电系统是不接地系统，然而这种接地方式对于电缆与架空电路相混合的发电系统其实并不合适，在风电系统中，它适用于接电线流小的架空线路。而这造成了小电流选线装置动作率低的问题，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。

1.2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。

1.3波动性能源采用并网形式将加大故障产生几率及故障程度

在风电进行并网后，由于有众多电子元件的加入，当发生故障的时候，处理故障部位的方式则需要相关的技术人员作出相应变化。在我国，有庞大数目的风力发电机组，而这些机组可能同时接入电力系统，这些用于风力发电的线路的总距离难以控制。在这种情况下，风力发电的波动将会致使风能的浪费和大范围的、影响较大的变化，此时仅仅依赖电力系统进行调节并不能解除其对电网的影响。如果长期没有施行相应的解决措施，即使电网中仅仅产生一个微小的故障，也将是大隐患。

2配电网继电保护的配置原则

2.1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。

2.2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。

2.3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。

3风电接入对电路继电保护的影响

3.1不适宜的发电系统增大电路保护的难度

目前，由于发电系统采用了不恰当的不接电系统，使得电路易出现小电流选线装置动作率低的问题，这些问题增大了小电流的选线装置出现故障的几率。在这种情况下，当该故障部位未被及时找到，发生故障的部位给电网造成的损害便会进一步加重，进而给电力系统造成严重危害，造成保护电路的难度增大。即我国采用的不接地系统加大了电力系统产生故障的几率，降低了继电保护的有效性，并且限定了继电保护的作用。

3.2风电脱网的风险加大

目前，为了使风力发电实现稳定的供电，相关的技术人员会在电力系统中的并网点处接入风力电源。通过这种方式，与之对应的风机将随着联络线的跳闸而步入动态的过程中。与之对应的联络线在这种方式失效的情况下不能进行有效合闸，风电脱网问题由此产生，这将给继电保护增加维护电网的难度。简单来说，当大规模的风电场并网，降低风力发电的稳定性，使风电容易脱网，造成能源的浪费，并加大电网危的险性。

3.3影响两侧保护

当大规模的风电接入继电保护，将会在一定程度上影响两侧保护，致使隔离系统显现侧短路限流现象。当风电机组的稳定性降低即产

生解列，而多种因素能对解列的时间产生影响，如负荷电流。当风电场中输入电流，断路器将由于短路电流的影响而产生闭关现象。在这种情况下应该马上停止电流的输出，以免使设备受到巨大损伤。即风电大规模的并网会加大电网产生故障的可能性。

4解决对策

4.1对应地改进继电保护系统的性能

相关技术部门可以创新研发更加可靠的小电流选线装置，将集电系统整改为以小电阻接地的形式，并装配快速接地保护。进一步改善

母线保护，并且也需要改善变压器保护，以便适应风电的短路特性。改变现有的保护，创新新原理保护和重合闸，用以顺应运行方式的变化，确保电力元件的灵敏度，并改进系统保护。

4.2做好系统运行的维护、相关事故的数据收集以及分析工作

做好大规模风力发电系统运行的维护、相关事故的数据收集以及分析工作能够有效地、合理的提高电网的运行效率。一般在风电场的

调控室里都配备着用以监控电网的系统，这套监控电网的系统可以对电气的相关故障信息进行记录。比如说，记录电气数据，保护和开关这一类动作信息。这样便实现了依据记载的故障报告来改进和创新继电保护系统的目的。

4.3采用新型接电方式

如果我国采用新型的接电方式，即集电系统，便不会影响电网的正常运作，也不会影响居民的使用，更加不会再出现过去送电系统，

一旦切除了线路，所有使用的用户就将停电的现象。采用新型接电方式，可以最大程度的避免故障事故的进一步加深。为了使风电机组的运行更加稳定，灵敏性更高，需要适时适地安装运用小电流方式的接电选线设备，整合继电保护系统，方能在发生故障时迅速找到部位并切除。

4.4改进整体技术

现今，中国已经在建造数量方面成为风机大国，然而也仅仅表现在数目上。我国在风电机组的元件的创新设计上并没有突破，仍然依

靠国外的设计技术，比如说调控系统还有逆变系统等等。除此之外，还有一些至关重要的元件，也是主要靠进口。目前，我国已经能够制作这些零件，但是其水平落后于国外，制作出来的产品的寿命、稳定性和质量均需要改进。另外，我国也因更加深入地改进整体风电发力系统，确保其功能以及稳定性。

结语

通过分析我国风电技术尚存的问题，以及大规模风电接入对继电保护造成的影响可知，我国想要促进风电装机技术的创新和发展，还

需要长期的实践和检测。无论是从能源利用方面，还是从经济发展角度来说，采取合理有效的措施来保护电网的安全都是至关重要的。

参考文献

[1]吴邦兴，覃志毅，韦桂锋.电力系统继电保护典型故障分析[J].工程技术：全文版，2017（2）：00289-00290.

[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，2016，35（2）：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）：96-96.