大规模风电接入的继电保护问题

摘 要针对大规模风电接入电力系统继电保护问题，分析继电保护问题的主要类型，包括小电流选线装置的动作率较低、缺乏励磁结构、波动性能源并网造成系统的灵活性较差等，提出相应的解决对策，加强重合闸的管理、调整运行方式、加强风电并网运维以及故障管理，以控制继电保护问题，提高电力系统运行的安全性。

【关键词】大规模 风电接入 继电保护 电力系统

风力发电能够极大程度上解决我国能源压力问题，促进电力改革的发展。随着大规模风电的接入，使得继电保护问题不断地暴露出来，为了确保电力系统运行的安全性与稳定性，充分的发挥继电保护的功能，使其能够做好故障识别与故障切除工作，则需要做好继电保护问题分析与处理，采取积极的应对措施，减少风电场继电保护故障的发生，提高风电系统运行的效益。

1 继电保护概述

继电保护作为电力系统中的主要构成设备，继电保护装置能够快速的识别以及切除电网系统故障问题，对确保电网运行的安全性与稳定性，有着极大的帮助。风力发电作为未来能源的主要形式，被广泛的应用于电力系统。风力发电机组保护的主要形式是高频或者低频，以及电网故障保护。保护装置运行后，则会发出动作信号，基于故障性质，能够自动切除。箱式变压器中的熔断器，能够实现全范围保护，或者作为短路保护，使用高压熔断器，用作过载保护，则使用低压熔断器。风电场并网线路中，主要选择的是单项线路，此线路光纤纵差，通常需要采取距离保护与高频保护，当单线与单压发生变化时，电网侧面距离便能够对单升压做有效保护。

2 大规模风电接入的继电保护问题

大规模风电接入的继电保护问题如下：

2.1 小电流选线装置的动作率较低

集电系统多为不接地系统，该种接地方式很难达到小电流选线装置性能，同时难以及时发现装置存在的接地安全隐患，极易扩大系统故障。非接地电路以及故障线路，只能够流经微弱电容电流，极大程度上影响风电场的故障排查以及处理效率。

2.2 缺乏励磁结构

多数风电场使用的是鼠笼型异步电机，其缺乏励磁结构，当发生短路故障后，电流下降速度较快，最终造成其难以向电网系统提供稳定电流。

2.3 波动性能源并网，极易造成电子元件使用发生出现变化，进而降低原有系统运行的灵敏度

因为风电并网后，受到弱馈因素、控制系统条件因素等，使得原故障提取法以及叠加原理等，难以满足电力系统现生产的要求，同时原结构中距离以及选相单元等，也会受到大规模风电接入的影响，使得继电保护出现问题。风电场故障特征如下：就继电保护的主保护来说，其重点关注风电机组的短路电流供给能力，加之继电保护性能和风电系统等效正负序阻抗，有着密切的关系，因此需要重视风电机组以及风电场等效正负序抗组的主要特征。

3 大规模风电接入的继电保护问题应对措施

3.1 加强重合闸的管理

电网与电力系统中所设置的重合闸，其对大规模风电接入，有着紧密的联系，影响继电保护性能，因此为了提高大规模风电接入的保护效率，则需要重点分析重合闸故障原理。基于风电场难以精准的确定继电保护保障具体位置以及故障电阻，所造成的故障电压参数，因为故障电压差异，即便电压<20%额定电压，风电机组依旧维持LVRT功能，则会全部跳闸。对此则提出FRT要求，即采取多次零电压穿越方式，确保每次穿越的时间<100ms，基于风电场的实际情况，考虑将穿越时间设置为125ms，以获取更高的结果。

3.2 调整运行方式

针对大规模风电接入的继电保护问题，重点考虑风电场故障特点，以保护配置为基础，合理选择接地方式，某风电场35kV集电系统采取的中性点接地方法，此接地方法会影响风电场的安全运行情况，对此则需要加强对其控制，在进行故障切除时，可以基于避免故障扩大的原则，合理的选择机电系统接地方式。若风电场为新建电场，则可以选择电阻接地方式，基于风电场的生产情况以及环境情况，做好相应的保护措施。如果风电场的集电系统为不接地模式，则需要使用具有相跳闸功能的小电流接地装置，以此确保单相接地后，能够以最快的速度，将故障切除，若采取以上措施，仍未解决继电保护故障，则需要采取隔离故障措施，跳开主变低压侧开关，以此减少继电保护故障给电力系统运行带来的不利影响。

3.3 加强风电并网运维以及故障管理

现代风电场管理系统中，多数设有监控系统，利用监控室内部的各类监控系统，比如故障录波装置或者相能测量系统等，来记录以及存储风电系统内设置的主要电器运行参数，同时明确电网系统开关以及保护动作等。同时为了确保风电系统功能分析的精准性以及安全性，在管理过程中运用风电机组主设备型号，以及低电压穿越功能的投退状态等，做好系统运行情况分析，以获取更多有关继电保护运行状态信息，进而为继电保护管理工作，提供數据支持，以确保风电系统运行的安全性与稳定性。

4 结束语

电力行业转型发展，走新型能源道路是必然趋势，风电接入是主流趋势，能够满足电力行业当下时期发展的需求，但是大规模风电接入，使得继电保护问题频发，针对此问题，电力企业早已进行研究，采取各种控制措施，以确保风电系统运行的安全性，但是由于影响因素较多，需要基于风电场的实际情况，选择适当的应对措施。

参考文献

[1]兰会详.大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J].价值工程，2014（34）：63-64.

[2]王志安.大规模风电场接入电力电网系统继电保护问题探讨[J/OL].中国高新技术企业，2016（32）.

作者简介

沈祖涛（1989-），男，侗族，贵州省岑巩县人。大学本科学历，继电保护班员，助理工程师。研究方向为数字化变电站模型变化对间隔检修维护、技改的影响。

作者单位

凯里供电局 贵州省凯里市 556000