大規模風電接入對繼電保護的影響與對策

劉瑩

摘 要：能源問題是現在全球的焦點。其中電能現在的需求量是全球最大的。我國的電能能源上一直存在問題，眾所周知，我國是人口大國，家庭用電很多，而我國的企業更是多，在工業上的用電上耗費巨大，所以電能的開發一直是我國有待解決的問題。我國對新能源中風能的開發極大的解決了這一問題。風力發電的應用，很大程度上解決了這一問題，這種發電方式不僅方便，對環境基本上沒有污染，基本沒有影響。但風電的大規模應用也使其存在的問題暴露出來，而繼電保護的應用促進了風力發電問題的解決。但繼電保護的應用也不是對風力發電完全沒有影響。文章就這一問題進行研究，提出相應的解決策略。

關鍵詞：風電接入；繼電保護；電力資源

前言

我國各行各業的發展正處于穩定進步的階段，而這一階段需要大量的電力，而現在的電力缺乏的問題，所以國家對企業的用電就要進行限制，這也影響著各行各業的發展。風力發電的應用確實解決了一些問題，但其中也存在問題，繼電保護的應用對我國風力發電的實施有很大的幫助，我們也要在現在的基礎上分析大規模風電接入對繼電保護的影響與對策。本文對大規模風電接入對繼電保護的現階段存在的問題進行分析，并提出解決的方案。

1 風電場和風電組的故障特征

在風電場和風電組中存在故障一般有如下特征：一是短路電流減弱分析。二是波形分析。三是電流計算。現在的風電機組的發動機比較新穎，是感應式異步，其具有較小的轉動時間和轉動慣量，其故障特征與傳統的發電機不同，而且其沒有配置勵磁裝置。而永磁直驅機組雖然是傳統的同步發電機，但是其故障的特征與換流器的聯系很密切。由于電力電子的特性，所以對其保護的難度增大了，電磁暫態就更加的復雜了，對繼電保護的性能也有一定的困難。三項對稱系統和發電機電源是傳統的電力系統的繼電保護的基礎，對電流減弱特征和電流的實際大小都是假設故障發生，其參數都是固定的，根據這些情況進行繼電保護，但這樣計算的數值與實際肯定有一些差距，并不精確。所以事故的發生頻率不會減小。

2 大規模風電接入對繼電保護造成的影響

2.1 繼電保護配置

在電力系統的正常運行時，升壓變壓器必須要進行調整，大規模風力發電接入時，變壓器一定接地。但這樣進行處置，聯絡線的零序會被改變，降低了繼電保護器的靈敏度。弱饋裝置的安裝對整個電力系統的穩定有重要的作用。但是這種裝置的成本比較高，很多企業沒有安裝這種裝置，但這樣電力系統的運行就不會穩定。但現在也沒有其他的解決辦法，所以對繼電保護的配置還需要在進行研究。

2.2 電力系統的整體設計

在大規模的風電接入中，整體設計的不完善是其產生問題的主要原因。電力系統本身就有很多的設備設施和執行方案，但這些設施和系統在一個電力系統中運行，并不一定都適合，所以在設計設施和方案時，一定要多方面的進行考慮，不能出現設備與操作方案的不適合的狀況，現在的電力系統的規模比較大，如出現問題，那對電網的影響也是很大的，所以在實際的設計中，對電力系統要全面的了解。現在我國的變壓器與變電器的連接是先將變壓器升壓，然后進行電力傳輸，有關配電網的保護并沒有改變，這樣，配電網的就有可能出現故障，各方面也容易受到影響。跳閘極有可能出現的情況[1]。

2.3 電力運行的穩定

在風力發電中使用的發電機是異步發電機，而其發出的有用功率就是一個問題。在系統運行時，發電機會從中吸收無用功率。而無用功率對整體系統的運行有很大的影響。這樣在電網的運行中就容易出現系統不穩定的現象。而風力的大小對系統的穩定也有影響，因為風力的大小是不可控的，所以在實際的運行中電力的傳輸也是不穩定的。而諧波受不同發電機型號的影響，頻率也受其影響，設備的更換也會造成電力系統的不穩定。

3 大規模風電接入對繼電保護的完善

風電接入的大規模性，必然會影響繼電保護。大規模的風電接入存在的問題需要我們采取一定的解決辦法，使其穩定的運行。具體的實施有幾個方面，筆者將從具體的實施辦法入手，多方面的分析其解決策略。

3.1 了解各種影響因素，綜合設計

傳統的風電系統對大規模的風電接入難以適應，要想電網穩定的運行還需要從業人員對電網運行方面的問題要全面、多角度、深層次的了解，根據電網運行的實際情況進行分析，制定設計方案，改善大規模風電接入對幾點保護產生的影響。對于風電接入的每個環節都要考慮清楚，每個環節要有專門的人進行管理，對每個階段都要有有效的把控，如，輸電方式的選擇、保護措施的調控。對于可能出現的狀況要進行分析和預案的制定，避免事故發生時，毫無準備，影響正常的電力輸出[2]。

3.2 明確故障

對于風電接入的故障問題一定要明確，故障的發生原因一定要明確并制定適合的方案，這樣準備好，將可能出現的問題都列出來，預案的制定不能只制定一套，要準備多種預案，這樣才能做到有備無患。如，跳閘是大規模的風電接入一定會出現的情況。這種情況可以根據故障穿越要求來解決。具體的實施辦法就是在控制好時間的前提下，多次的零電壓穿越，對于這項條件的實施的時間就是100～125ms[3]。這樣做就可以使大規模風電接入的影響減小。

3.3 保護聯跳措施

對于跳閘現象我們可以采用聯跳的措施。在風電機運行之前，我們可以在風電機的兩側進行保護聯跳裝置的安裝，將短路電流和繼電保護連接，當出現事故時，這種裝置就會阻斷電流，保護電路。這樣裝置的設置，使繼電保護在出現跳閘的事故時，不會受到影響，電力系統仍能穩定的運行。線路是直接影響用戶用電的傳輸方式，一旦出現事故，可以采用切斷線路的方式進行事故處理，避免給其他用戶造成影響。而新廠建立時產生的故障可以采取接地的方式解決[4]。

3.4 電場集群線路的開發

當風電機短路時，由于無法提供短路電流，從而產生事故。而電場集群線路的開發可以解決這一問題，電場集群線路的開發可以為短路提供電流，使各系統不受到影響，保證電力系統的穩定。

3.5 繼電保護與風電場操作系統的配合

風電場的操作系統和繼電保護一定要相互配合。風電場的電網保護一定要與電場的操作系統相吻合，避免脫網故障的發生。繼電保護與風電場操作系統并不是一個部門，但在工作中要相互溝通，共同構建電力繼電保護系統。

4 結束語

我國的風力發電行業發展比較好，電力企業的智能電網已經形成。在風力發電的運行中，確實存在一些問題需要我們解決，如，電力系統的整體設計、電力系統的穩定性維護和電力系統的故障產生原因和解決辦法。而現在對于一些問題我們都已經有了相應的對策，雖然現在在實際的運行還存在一定的障礙，但我國一直致力于風力發電的研究，在不斷的創新和改革，希望能達到更高的水平，促進我國的經濟和社會的發展。我國的研究也可以從引進國外的電力應用技術方面進行。

參考文獻

[1]酈菊英.大規模風電接入對繼電保護的影響與對策[J].科技與創新，2016，01（21）：96.

[2]余東海.淺談大規模風電接入對繼電保護的影響與對策[J].通訊世界，2015，08（22）：98-99.

[3]徐鳳玲.大規模風電接入對繼電保護的影響與對策[J].信息技術與信息化，2015，07（11）：70-72.

[4]聶文昭，明亮，劉璐.大規模風電接入對繼電保護的影響與對策[J].黑龍江科技信息，2015，10（26）：33.