大規模風電接入對繼電保護的影響與對策

郭倩倩

摘 要： 當今社會，在能源急劇短缺，生態環境日益惡劣的發展背景下，風電裝機技術受到各國的高度重視，我國實行可持續發展戰略，大力發展風電裝機技術。但是大規模風電接入依然存在很多方面的問題，例如對電網繼電保護產生的影響，因此要采取相應的對策來進行解決。基于此，本文主要對大規模風電接入對繼電保護的影響與對策進行分析。

關鍵詞： 大規模風電接入；繼電保護；影響與對策

一、前言

伴隨著風電技術的不斷發展，我國風電裝機總容量不斷升高，這樣就很大程度緩解了我國電力能源不足問題。但是大規模的風電接入，對于并網系統中的電力保護造成了嚴重的影響，這既對整個電網的安全運行造成了一定危害，也限制了風電的進一步發展。因此要弄清楚大規模風電接入對繼電保護所造成的影響，并且采取相應的對策對其進行防范，促使風電技術得到更好的發展具有非常大的研究意義。

二、我國風電并網存在的問題

1、小電流的選線裝置的動作率降低

我國目前的風電場系統以不接地系統為主，可以帶單相接地運行長達兩個小時，這樣的接地方式主要應用于架空線路，因為架空線路接線電流小，并不適用于電纜和架空電路混合系統，所以較容易導致小電流選線裝置動作率低，使得小電流的選線裝置出現錯誤的概率增加，如果相關的技術人員在這種情況下不能迅速找到發生故障的部位，并及時采取措施，將會使得故障加重，進而導致安全事故。該錯誤在電力系統中比較常見，當產生故障的時候，僅僅只有微小的電流顯現，這使得相關的技術人員找到故障點變得困難。

2、主網繼電保護配置必須保持完善

故障的性質以及產生故障的部位的電氣距離，直接地決定了主網發生短路事故時風電場的并網點的電壓，目前，其持續的時間大多是少于0.1秒的，而在0.1秒后將重合，但若是在這種情況下，故障持續的時間超過了0.1秒，便會使風電場遭受第二次的損害，而且第一次的故障和第二次的故障是不同的，風機出力的大小左右著風電機組的短路特性。因此，主網的繼電保護配置必須持久地保持完善，這樣才能降低風電場出現故障的幾率。

三、大規模風電接入對繼電保護造成的影響

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。弱電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、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，極有可能出現跳閘的情況[1]。

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。

四、加強大規模風電接入對繼電保護的對策

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繼電保護產生的影響。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、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、保護聯跳措施

對于跳閘現象我們可以采用聯跳的措施。在風電機組運行之前，我們可以在風電機組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、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。

五、結束語

總而言之，我們應該深刻認識到大規模風電接入對系統繼電保護所造成的影響，并且采取有效的措施進行處理，這樣不僅能夠保證風電系統的安全穩定運行，同時還能促進我國的風電進一步發展壯大。 ■

參考文獻

[1]廖志剛，何世恩，董新洲.提高大規模風電接納及送出的系統保護研究[J].電力系統保護與控制，2015（22）：41-46.

[2]喻婷.淺談大規模風電接入的繼電保護問題[J].企業技術開發：學術版，2016（02）：56-57.

[3]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（21）：96-98.