大规模风电接入对继电保护的影响.docx

大规模风电接入对继电保护的影响摘要：电能是社会经济发展的重要能源形式传统能源转化为电能给环境带来严重危害发展清洁性能源成为当前的首要任务。风能发电已得到广泛关注但风电接入对电网的安全运行会产生一定影响需要采取积极的应对措施。本文将从继电保护角度出发对风电接入带来的影响进行分析。关键词：风电场；继电保护；单相接地；并网现代工业飞速发展给传统石化能源带来了沉重的压力而传统能源的消耗还引发了环境问题这就促使社会各界开始加大绿色能源的研发和应用力度。风电是一种可再生清洁能源但风力发电具有间歇性、随机性和地域性其不可控性较高风电在电网中所占比例越大对电网的影响就越明显大规模风电接入对电网继电保护的影响由此得到了人们的广泛关注这也是本文研究的主要内容。1风电接入对继电保护的影响1.1不接地系统当前风电场多采用不接地系统该系统能单项接地运行1-2h比较适合应用于架空电流但对于架空电流和电缆混合系统的适用性并不高。电流选线出现错误概率问题也是较为普遍的若工作人员无法及时发现安全隐患对其进行处理就可能使故障进一步扩大引发安全事故。小电流选线装置失误、装置动力率不足是较为常见的问题且故障出现时仅表现微小电流给工作人员的故障排查带来很大难度。1.2主网继电保护装置故障主网继电保护装置较为完善出现故障概率较小；若出现故障时需要采取适时的解决对策。一般步骤如下：先对故障性质以及故障距离进行分析然后借助分析结果尽快排除故障。若故障持续时间达到0.1s以上就会对风电场带来二次损害。值得注意的是前后两次的电流故障是不相同的其中风电机组出现的短路特性与风机出力大小密切相关。1.3常规保护工作需改进在常规保护工作中纵差性能是需要注意的重要因素。风电并网后增大了电网的波动性；多种电力元件的使用导致其运行方式也发生了一定改变这就在很大程度上会降低原有的灵敏度。为预防灵敏度降低对电网的影响相关人员开始研发新的保护原理希望能降低与运行方式之间的关联度。风电并网具有弱馈特点原有的分析方法无法对其进行准确分析故障元件以及故障距离的判断也就失去了可靠性。加强常规保护工作方面的研究十分迫切。1.4两侧保护方面风电接入继电保护后还会对两侧保护产生一定影响使隔离系统出现侧短路限流。风电机组稳定性降低会产生解列解列时间受负荷大小等因素的影响。当风电场输入电流时断路器会在短路电流的作用下出现关闭现象这时应立即停止短路电流输送否则会对设备造成严重影响。2风电接入后应采取的保护措施为保障大规模风电接入后电网运行的安全性和稳定性电力部门应从规划、设计、建设、运行和维护多个方面进行综合考虑合理选择输电方式和保护配置做好第一道防线确保电网系统的安全运行。具体可采取的措施如下：2.1加大并网电路重合闸的研究力度根据电源特点和输电网保护配置相关内容可知并网线路的重合闸对风电机组具有重要影响加强对此项工作的研究力度具有实际意义。风电场并网专用220kV或110kV线路若出现接地故障就需要根据故障性质采取不同的措施。当出现单相瞬时接地故障时若并网点电压低于20%则继电保护装置能快速切除故障机组全部跳闸若恢复电网风电就会全部脱网；若并网点电压高于20%机组仍保持运行状态电网恢复后风电仍处于并网运行状态。单项永久性接地故障发生时会出现多种情况但所有情况重合闸均动作不成功需要根据实际情况采取对应解决措施。由此可见故障位置、故障电阻具有很强的不确定性导致并网点的故障电压出现差异电压小于20%的额定电压则风电机组即使具有LVRT（低电压穿越）功能也会全部跳闸。我国大规模风电接入超高压电网可提出实用的故障穿越要求使用两次以上的零电压穿越持续时间控制在100ms以内；对风机的考验要求比20%的额定电压持续时间短（635s）。2.2风电场保护装置分析风电场35kV极点系统中性点接地方式对风电场的安全运行影响较大。风电功率密度较低风力发电功率较低一般为额定功率的10%-40%左右远小于正常使用电压对用电客户、风场和电网的影响较小。配电系统与用户供电联系较为密切一旦出现故障就会造成用户停电需要对集电系统的故障进行快速处理防止故障进一步扩大。处理方式为研究并选择新的集电系统接地方式和继电保护配置风电场集电系统可采用电阻接地方式配置单相接地故障保护装置；若风电场已经投入运行可采用不接地或经消弧线圈接地方式的风电场集电系统配置具有自动跳闸功能的小电流接地选线装置一旦单项接地后快速消除故障若无法消除则应跳开主变低压侧开关隔离故障。2.3做好两侧保护措施在两侧光差保护投入运行之前可在两侧设置保护联跳措施当风电短路电流接入继电保护系统中时联跳装置会采取保