摘要：电能是社会发展不可或缺的重要能源之一，并且随着时代的进步和现代化建设的开展，人们对电能的需求日渐增加。在将传统能源转化为电能的过程中会在很大程度上危害环境，因此发展清洁能源刻不容缓。风能发电具有较好的稳定性，在保障发电质量的同时减少对环境的污染。当风电接入到继电保护时，会产生一定的影响，应做好相应的保护措施。
关键词：风力发电；继电保护；保护措施
一、风力发电机组故障的特征分析?
风力发电机依据其控制技术及运行特征可分为变速恒频及恒速恒频。变速恒频代表永磁直驱式风力发电机及双馈式风力发电机，恒速变频代表鼠笼式感应风力发电机。如果风电故障点和接入点的位置在保持不变的情况下，出故障时会因为接入的风电机组类型不同而使得流过同一保护的短路电流也不同，这也意味着很有必要对不同类型风电机组的故障特性进行研究。?
1.永磁直驱式风电机组故障特征分析?
永磁直驱风电组是变速恒频发电系统，不需要外部提供励磁电源，因为它的转子是永磁体。故障时风机所提供的短路电流会增加，但是增加的幅度很小，一般不能超过正常状态下电流的1.5倍，主要是受控制器限流作用的影响。因此，永磁直驱式风电组接入配电网时对电流保护并没有多大的影响。?
2.双馈式风电机组故障特征分析?
双馈式风电机组是一种绕线式的感应发电机，它的定子直接和电网连接，而转子通过背靠背的整流桥和电网相接，可以从系统吸收或者馈出交流功率。双馈式风电机组在正常状态下，它的转速变化幅度比较大，属于变速恒频发电系统。?
二、风电接入对继电保护的影响?
1.不接地系统
当前阶段在风力发电场中，通常选择的是不接地系统，通过该系统可进行1小时至2小时的单相接地运行，因此适用于架空电流，但是针对架空电流和电缆相混合的系统，则缺乏适用性。其中较为常见且普遍存在的问题，便是电流选线错误，需要工作人员及时发现故障并对其进行及时的处理，反之则会导致故障的扩大，并最终导致安全事故。其他较为常见的问题有小电流选线失误、缺乏足够的装置动力等，当发生故障时通常为微小的电流，加大了工作人员排查故障的难度。?
2.主网继电保护装置故障
主网的继电保护装置具有一定的完善性，因此通常仅具有较小的概率会出现故障。而当故障出现时，则需要及时通过合理的措施进行解决，从而避免产生较大的影响。通常可按照下列步骤进行解决：首先应分析所产生的故障的性质、故障的距离等，之后针对分析得到的结果进行故障的排除。当故障持续的时间大于0.1秒，则会对风力发电场产生二次损害。在该故障发生的过程中，前一次故障和后一次故障产生的电流不同，风电机组的短路特性会在很大程度上受到风机出力大小的影响。?
3.常规保护工作需改进
在进行常规性的保护工作时，需要提高对总差性能的重视。当风电并网后，会导致电网的波动性增加。应用多种不同的电力原件会在一定程度上影响其运行方式，使既有的灵敏度受到较大的影响，通常表现为灵敏度的降低。为减少因降低灵敏度而产生对电网的影响，工作人员应对保护原理进行相应的研发，从而使运行方式的关联度降低。风电并网的一个特点便是弱馈，以往所应用的分析方法无法对当下的情况进行较为准确的分析，致使判断故障元件、故障距离时缺乏准确性与可靠性。因此对常规性的保护工作加强研究，不仅具有重要性还具有必要性，该项工作的开展刻不容缓。
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4.两侧保护方面
当风电和继电保护相接后，会在一定程度上对两侧的保护产生影响，进而导致隔离系统中侧短路限流现象的出现。降低风电机组运行的稳定性，产生解列而解列的时间与负荷大小等因素具有紧密联系。将电流输入风力发电场，受短路电流的影响，会导致断路器出现关闭等现象。此时应停止输送短路电流，从而避免对相应设备产生影响。?
三、风电接入后应采取的保护措施?
1.加大并网电路重合闸的研究力度
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。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.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。?
3.做好两侧保护措施
在两侧的光差保护进行运行前，应将保护联调措施设置在两侧。从而在风电的短路电流和继电保护系统相连接时，该联调装置可及时采取保护性措施，避免电流的流入。有利于避免因短路电流的接入，对继电保护产生不良影响，最终导致电网的运行受到影响。
4.做好风电并网系统的运维管理
风电及其并网的运行维护、事故数据收集和分析工作对提升电网运行效率具有积极推动作用。风电场控制室配有完善的监控系统，配套的监测装置能够记录事故过程中的电气故障信息，如电气量数据、保护、开关等动作信息；升压站母线、出现电压、电流波形及数据、无功补偿装置的控制事件，自动调整功能投退记录等，这些事故数据的积累、分析和挖掘能对继电保护装置的设计和改进提供参考，提升风电接入系统后继电保护运行的可靠性。?
四、结语
随着人们对电能需求的日渐增加，以及煤炭等资源紧缺问题的暴露，使得社会各界对清洁的可再生能源提高了关注。我国加大了研发风电能源的力度，不仅有利于缓解能源紧缺的难题，满足人们的实际用电需求，还有利于缓和能源和经济发展、生态环境间的关系。当风电接入到继电保护时会产生一定的影响，从而对电网运行的稳定性与安全性产生影响。因此风电企业应提高重视，并制定相应的措施，及时解决风电接入产生的不良影响，从而使电网可以安全稳定的运行，为低碳经济的实现提供有力支持。
参考文献：
[1]赵新凯. 大规模风电接入对继电保护的影响问题综述[J]. 信息系统工程, 2016(8):22-22.
[2]陈福全, 李铁柱. 大规模风电接入系统的继电保护整定综述[J]. 中国科技纵横, 2016(8).
[3]赵峻岭, 曹勇, 李腾. 大规模风电接入对继电保护的影响与对策探讨[J]. 电工文摘, 2017(1).
[4]刘莹. 大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J]. 科技创新与应用, 2017(18):191-191.
论文作者:孔祥影,关艳艳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：故障论文; 风电论文; 电流论文; 电网论文; 系统论文; 机组论文; 继电保护论文; 《防护工程》2018年第31期论文;