大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題

摘 要針對大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)繼電保護(hù)問題，分析繼電保護(hù)問題的主要類型，包括小電流選線裝置的動(dòng)作率較低、缺乏勵(lì)磁結(jié)構(gòu)、波動(dòng)性能源并網(wǎng)造成系統(tǒng)的靈活性較差等，提出相應(yīng)的解決對策，加強(qiáng)重合閘的管理、調(diào)整運(yùn)行方式、加強(qiáng)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)維以及故障管理，以控制繼電保護(hù)問題，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

【關(guān)鍵詞】大規(guī)模 風(fēng)電接入 繼電保護(hù) 電力系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電能夠極大程度上解決我國能源壓力問題，促進(jìn)電力改革的發(fā)展。隨著大規(guī)模風(fēng)電的接入，使得繼電保護(hù)問題不斷地暴露出來，為了確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，充分的發(fā)揮繼電保護(hù)的功能，使其能夠做好故障識(shí)別與故障切除工作，則需要做好繼電保護(hù)問題分析與處理，采取積極的應(yīng)對措施，減少風(fēng)電場繼電保護(hù)故障的發(fā)生，提高風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的效益。

1 繼電保護(hù)概述

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)中的主要構(gòu)成設(shè)備，繼電保護(hù)裝置能夠快速的識(shí)別以及切除電網(wǎng)系統(tǒng)故障問題，對確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，有著極大的幫助。風(fēng)力發(fā)電作為未來能源的主要形式，被廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保護(hù)的主要形式是高頻或者低頻，以及電網(wǎng)故障保護(hù)。保護(hù)裝置運(yùn)行后，則會(huì)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，基于故障性質(zhì)，能夠自動(dòng)切除。箱式變壓器中的熔斷器，能夠?qū)崿F(xiàn)全范圍保護(hù)，或者作為短路保護(hù)，使用高壓熔斷器，用作過載保護(hù)，則使用低壓熔斷器。風(fēng)電場并網(wǎng)線路中，主要選擇的是單項(xiàng)線路，此線路光纖縱差，通常需要采取距離保護(hù)與高頻保護(hù)，當(dāng)單線與單壓發(fā)生變化時(shí)，電網(wǎng)側(cè)面距離便能夠?qū)紊龎鹤鲇行ПＷo(hù)。

2 大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題

大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題如下：

2.1 小電流選線裝置的動(dòng)作率較低

集電系統(tǒng)多為不接地系統(tǒng)，該種接地方式很難達(dá)到小電流選線裝置性能，同時(shí)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置存在的接地安全隱患，極易擴(kuò)大系統(tǒng)故障。非接地電路以及故障線路，只能夠流經(jīng)微弱電容電流，極大程度上影響風(fēng)電場的故障排查以及處理效率。

2.2 缺乏勵(lì)磁結(jié)構(gòu)

多數(shù)風(fēng)電場使用的是鼠籠型異步電機(jī)，其缺乏勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生短路故障后，電流下降速度較快，最終造成其難以向電網(wǎng)系統(tǒng)提供穩(wěn)定電流。

2.3 波動(dòng)性能源并網(wǎng)，極易造成電子元件使用發(fā)生出現(xiàn)變化，進(jìn)而降低原有系統(tǒng)運(yùn)行的靈敏度

因?yàn)轱L(fēng)電并網(wǎng)后，受到弱饋因素、控制系統(tǒng)條件因素等，使得原故障提取法以及疊加原理等，難以滿足電力系統(tǒng)現(xiàn)生產(chǎn)的要求，同時(shí)原結(jié)構(gòu)中距離以及選相單元等，也會(huì)受到大規(guī)模風(fēng)電接入的影響，使得繼電保護(hù)出現(xiàn)問題。風(fēng)電場故障特征如下：就繼電保護(hù)的主保護(hù)來說，其重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電機(jī)組的短路電流供給能力，加之繼電保護(hù)性能和風(fēng)電系統(tǒng)等效正負(fù)序阻抗，有著密切的關(guān)系，因此需要重視風(fēng)電機(jī)組以及風(fēng)電場等效正負(fù)序抗組的主要特征。

3 大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題應(yīng)對措施

3.1 加強(qiáng)重合閘的管理

電網(wǎng)與電力系統(tǒng)中所設(shè)置的重合閘，其對大規(guī)模風(fēng)電接入，有著緊密的聯(lián)系，影響繼電保護(hù)性能，因此為了提高大規(guī)模風(fēng)電接入的保護(hù)效率，則需要重點(diǎn)分析重合閘故障原理?；陲L(fēng)電場難以精準(zhǔn)的確定繼電保護(hù)保障具體位置以及故障電阻，所造成的故障電壓參數(shù)，因?yàn)楣收想妷翰町?，即便電?lt;20%額定電壓，風(fēng)電機(jī)組依舊維持LVRT功能，則會(huì)全部跳閘。對此則提出FRT要求，即采取多次零電壓穿越方式，確保每次穿越的時(shí)間<100ms，基于風(fēng)電場的實(shí)際情況，考慮將穿越時(shí)間設(shè)置為125ms，以獲取更高的結(jié)果。

3.2 調(diào)整運(yùn)行方式

針對大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題，重點(diǎn)考慮風(fēng)電場故障特點(diǎn)，以保護(hù)配置為基礎(chǔ)，合理選擇接地方式，某風(fēng)電場35kV集電系統(tǒng)采取的中性點(diǎn)接地方法，此接地方法會(huì)影響風(fēng)電場的安全運(yùn)行情況，對此則需要加強(qiáng)對其控制，在進(jìn)行故障切除時(shí)，可以基于避免故障擴(kuò)大的原則，合理的選擇機(jī)電系統(tǒng)接地方式。若風(fēng)電場為新建電場，則可以選擇電阻接地方式，基于風(fēng)電場的生產(chǎn)情況以及環(huán)境情況，做好相應(yīng)的保護(hù)措施。如果風(fēng)電場的集電系統(tǒng)為不接地模式，則需要使用具有相跳閘功能的小電流接地裝置，以此確保單相接地后，能夠以最快的速度，將故障切除，若采取以上措施，仍未解決繼電保護(hù)故障，則需要采取隔離故障措施，跳開主變低壓側(cè)開關(guān)，以此減少繼電保護(hù)故障給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來的不利影響。

3.3 加強(qiáng)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)維以及故障管理

現(xiàn)代風(fēng)電場管理系統(tǒng)中，多數(shù)設(shè)有監(jiān)控系統(tǒng)，利用監(jiān)控室內(nèi)部的各類監(jiān)控系統(tǒng)，比如故障錄波裝置或者相能測量系統(tǒng)等，來記錄以及存儲(chǔ)風(fēng)電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的主要電器運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)明確電網(wǎng)系統(tǒng)開關(guān)以及保護(hù)動(dòng)作等。同時(shí)為了確保風(fēng)電系統(tǒng)功能分析的精準(zhǔn)性以及安全性，在管理過程中運(yùn)用風(fēng)電機(jī)組主設(shè)備型號(hào)，以及低電壓穿越功能的投退狀態(tài)等，做好系統(tǒng)運(yùn)行情況分析，以獲取更多有關(guān)繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)而為繼電保護(hù)管理工作，提供數(shù)據(jù)支持，以確保風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，走新型能源道路是必然趨勢，風(fēng)電接入是主流趨勢，能夠滿足電力行業(yè)當(dāng)下時(shí)期發(fā)展的需求，但是大規(guī)模風(fēng)電接入，使得繼電保護(hù)問題頻發(fā)，針對此問題，電力企業(yè)早已進(jìn)行研究，采取各種控制措施，以確保風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，但是由于影響因素較多，需要基于風(fēng)電場的實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

沈祖濤（1989-），男，侗族，貴州省岑鞏縣人。大學(xué)本科學(xué)歷，繼電保護(hù)班員，助理工程師。研究方向?yàn)閿?shù)字化變電站模型變化對間隔檢修維護(hù)、技改的影響。

作者單位

凱里供電局 貴州省凱里市 556000