風電接入對電網(wǎng)繼電保護的影響

在風電場建設的初期，由于風電項目投資較大且風電場規(guī)模較大，而風力發(fā)電產(chǎn)生的電力容量不足區(qū)域用電的1%，因此在初期設計過程中將風力發(fā)電僅作為電路中的簡單負荷。隨著風力發(fā)電規(guī)模的不斷擴大（現(xiàn)階段風力發(fā)電規(guī)模已達區(qū)域性電網(wǎng)15%以上），所使用的繼電保護裝置與傳統(tǒng)的繼電保護裝置不同，需根據(jù)風電場運行中電負荷的實際情況進行判斷。

（1）和傳統(tǒng)意義上的通過單一用戶供電方式不同，風力發(fā)電組在有風的過程發(fā)電均與電網(wǎng)的實際情況有關，風力發(fā)電中產(chǎn)生的電流是雙向的，該電流有可能來源于電網(wǎng)系統(tǒng)，也有可能來源于風力發(fā)電廠。尤其是風力發(fā)電機組在開始運行時，該過程中若變化電流與電壓的流向，極易引起繼電保護裝置反饋錯誤，進而使得系統(tǒng)負荷錯誤，導致風力發(fā)電機故障。傳統(tǒng)意義上電網(wǎng)繼電保護裝置設計簡單，大多使用三段式電流保護，中間缺少方向保護元件，故傳統(tǒng)意義上的繼電保護裝置無法滿足風力發(fā)電廠對風電場容量提升的要求。

（2）影響繼電保護的裝置。在風力發(fā)電廠電網(wǎng)系統(tǒng)的實際運行過程中，系統(tǒng)將場內(nèi)升壓變壓器進行接地處理，引發(fā)零序保護裝置變化，使得繼電保護裝置的靈敏度下降。

（3）通過對現(xiàn)階段風力發(fā)電廠實際運行過程中的短路現(xiàn)象進行分析得出，系統(tǒng)在發(fā)生短路時，故障電流是斷續(xù)的，且無法準確地定位故障點。因此，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生故障的實際情況從整體與局部出發(fā)準確定位故障點，進行故障隔離，避免故障事故擴大。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可對整個系統(tǒng)進行繼電保護，同時結合系統(tǒng)實際情況，從整體到局部分析問題解決問題。

重合閘的使用會對繼電保護的功能產(chǎn)生重要影響，同時也會對風電接入產(chǎn)生影響。當重合閘出現(xiàn)故障時，會極大地影響風電接入保護效率，因此對重合閘故障的及時處理是十分重要的。當風電場無法準確定位繼電保護裝置故障時，即使系統(tǒng)的實際電壓值較小，系統(tǒng)也會因電壓參數(shù)異常導致重合閘跳閘，但仍保持LVRT功能不變。系統(tǒng)可通過使用多次零電壓穿越，使系統(tǒng)穿越時間低于100ms/次，結合系統(tǒng)運行的狀況，穿越時間也可設置為125ms/次。

風力發(fā)電廠故障的產(chǎn)生原因是解決系統(tǒng)故障的主要任務，分析系統(tǒng)的繼電保護故障要結合系統(tǒng)的實際運行情況，優(yōu)先保護，合理安排。以減小故障為首要原則，結合系統(tǒng)實際情況合理安裝繼電接線方式。新建設的風力發(fā)電廠需結合風力發(fā)電廠安裝的實際位置與風力情況進行設計安裝。若系統(tǒng)安裝不屬于接地方式，需考慮設備安全，使用小電流具備跳閘功能的接地裝置。若系統(tǒng)繼電保護問題通過這些措施難以解決，可采取故障隔離方法，用以排除系統(tǒng)故障。

可通過使用相能測量系統(tǒng)、故障錄波裝置等監(jiān)控裝置，對風力發(fā)電系統(tǒng)中各設備的運行情況進行實時監(jiān)控。通過數(shù)據(jù)的采集、分析與處理，確保繼電保護裝置與風力發(fā)電系統(tǒng)的運行。

現(xiàn)階段，雙饋型風力發(fā)電機與永磁直驅(qū)機組電力系統(tǒng)發(fā)展越來越快，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用。因此，繼電保護需將其考慮在內(nèi)。異步發(fā)電機組與傳統(tǒng)意義上的同步發(fā)電機組存在很大的不同。因此，風力發(fā)電系統(tǒng)系統(tǒng)的分析與處理需結合其設計原理與功能，建立準確的模型。對風力發(fā)電系統(tǒng)的實際情況進行分析，暫態(tài)仿真模型可對系統(tǒng)的實際運行進行動態(tài)模擬，為風電廠的分析處理提供技術支持。

當風電場產(chǎn)生集群電路問題時，將在很大程度上降低集群母線與風電機組的電壓。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障且故障難以及時解除時，將在很大程度上對風電場的實際運行的可靠性產(chǎn)生影響，進而導致系統(tǒng)大面積脫網(wǎng)。若想及時解除故障，需準確定位故障點，對故障進行隔離處理。結合現(xiàn)階段掌握的系統(tǒng)信息全面分析，對系統(tǒng)進行不斷完善。

繼電保護自動化系統(tǒng)可實時監(jiān)控電網(wǎng)的實際運行，對系統(tǒng)中各參數(shù)記錄分析，實時監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)中各參數(shù)，診斷系統(tǒng)問題，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時采取保護措施發(fā)出警報。

繼電保護裝置的定值和時限需與電網(wǎng)運行保護相連，風力發(fā)電場的電網(wǎng)保護通過不同系統(tǒng)管理，為避免系統(tǒng)發(fā)生脫網(wǎng)問題，在實際安裝過程中需考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性等因素，建立多站點聯(lián)控的連接策略。這樣就可合理防范供電廠不穩(wěn)定導致電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象，進而建立完善合理的繼電保護系統(tǒng)。

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