新能源接入对继电保护及安自装置的影响浅析

宋兵

（南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京,211102）

新能源接入对继电保护及安自装置的影响浅析

宋兵

（南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京,211102）

随着我国时代发展和经济繁荣，电网的未来趋势已经走向智能电网，但同时世界的能源危机问题也越来越严峻，而风电、光伏等新型能源作为电源网络的重要组成部分，获得了大力开发和广泛应用。需要注意的是，新能源大规模的接入已经改变了我国传统电力系统运行过程产生的特征，对我国传统的继电保护及安自装置带来更高的要求标准和挑战。本文简单分析了“新能源接入对继电保护及安自装置的影响”有关内容。

新能源接入；继电保护；安自装置；影响浅析

0 引言

伴随时代的快速发展与社会经济的提升，中国电源网络也获得空前发展，而风电、光伏等新型能源作为电源网络的重要组成部分，已经获得了大力开发和广泛应用。现如今风电等新型能源发电技术快速发展，随着新能源大规模的接入电网，我国很多地方的变电站由单电源辐射模式向多电源网络终端模式进行转换，将其短路电流的分布线路也做了进一步优化、完善，从而对电力系统的电流、电压、功率等产生了直接影响，导致在电网各个部位中所安置的继电保护本身的保护范围发生改变，使其在某种程度上扩大或者减小。

因为大规模的新能源接入，我们之前电网所设置的安自装置以及电网继电保护等配置和规定都需要随之进行纠正，针对性地采取某些措施，让电气量能够符合当下新能源的环境。否则新能源接入会对继电保护和安自装置安全工作产生不利影响。

1 当前我国风电以及光伏等新能源接入现状和问题

二十一世纪，全球的自然环境由于人类活动开始越来越恶劣，人类面临的能源危机问题也越来越严峻，因此有关风电以及光伏等可再生的新型能源逐渐被全球各大领域所关注。有统计资料显示，我国除台湾之外的所有地区在2014年新设风电新能源装机的容量高达23196兆瓦，同比增长达到44.2%。这个速度毫无疑问已经在世界风电等新能源的市场上占据领先地位。风电已经成为人类的第三大电源，前两名电源分别为火电和水电。

虽然中国目前的风电以及光伏等新能源装机规模在世界上已经处于领先水平，但是需要注意的是我国很多新能源大规模接入电网后，其在实际运行过程中有很多问题逐渐显现出来，风机脱网的事故也频频出现，而作为保障电网能够顺利工作并安全运行的重要防线——继电保护，为了避免破坏进一步扩大，已经从传统的简单对故障元件进行识别、切除这种单一方式转换为多重任务模式，如：在快速切除故障的同时，将电网运行安全稳定性进一步增加、及时遏制并避免电力系统遭受更严重的伤害，能够更科学有效地确保新能源接入电网后实现高效稳定的运行。

2 新能源接入对继电保护及安自装置产生的影响

在电网正常运行的情况下，电力系统属于一种动态平衡体系，电网在运行过程中出现故障则会促使其电流电压出现剧烈的波动甚至超过极限值，然后电网内部的安全自动装置以及继电保护就会相继进行操作，若其操作不当则可能会让系统故障破坏扩大，从而引发连锁故障。

新能源大规模的接入已经改变了我国传统电力系统的运行特征，如此对我国传统的继电保护及安自装置带来更高的要求标准和挑战，以往的继电保护及安自装置已经不能确保新能源高效稳定的输送。

2.1 分析新能源接入电网出现故障的特征

通常风电等新型能源机组发电机都是感应式的，这种异步发电机本身具有的时间常数相对偏小，同时转动惯量也少，不具备专门的励磁设备装置。与同步发电机相比，这种异步发电机的故障特征有着明显的区别。

虽然永磁直驱机组也属于同步类型的发电机，但是此类机组是利用换流器进行并网的，其本身具备的故障特征受到换流器控制的直接影响。其次，电网中所应用的电子机械设备本身都需要进行低电压等特殊保护策略，如此就需要对其电网控制要求很高的保护标准。这些都会导致新能源机组发电机运行过程具有更高的复杂性，从而对继电保护产生影响。

2.2 新能源接入电网对集电线路及网络的继电保护产生影响

虽然风电、光伏等新型能源电厂所应用的集电线路电压大多都是35千伏，但是这些集电线路结构和以往传统的辐射状网络有着显著区别。新能源接入电网后，不管是哪条集电线路，它们母线的两边都分布着某种程度的电源，从继电保护的角度看，这些就和双端(或者多端)电源元件没有什么区别。由此可知，我们不能采用针对以往辐射状结构电网安置的继电保护，要设定新的配置数据，构建新的原则规范来适应新型能源电网。

2.3 大规模新能源接入对电网的继电保护产生的影响

世界上很多开发新能源的国家都存在电能传输的问题，中国也不例外。风电、光伏等新型能源大规模接入电网就必然会面临“电能如何集中远距离传输”的问题。为了有效解决这一难题，我们有必要在高压线路继电保护管理过程中，将新能源容易产生故障的原因和特征进行深入统计，分析其波动性特征、随机性特征对继电保护产生的各种影响，掌握安自装置以及继电保护的适应关系，研究如何进一步提升其安全性能等等。

3 结语

虽然中国目前的风电以及光伏等新能源装机规模在世界上已经处于领先水平，但是需要注意的是，其在实际运行过程中很多问题开始显现，本篇文章针对“新能源接入对继电保护及安自装置的影响浅析”有关内容，分析了当前我国风电以及光伏等新能源接入现状和问题，同时简单阐述了新能源接入对继电保护及安自装置产生的影响，

[1]崔德义,李广跃,孙嘉纪.基于IEC61850的智能继电保护装置协同测试系统的研究[J]. 电力系统保护与控制,2012,40(05):59-63+68.

[2]王德林,周泽昕,李妍霏.2013年国家电网公司220kV及以上电压等级交流系统继电保护设备及其运行情况分析[J].电网技术,2015,39(04):1153-1159.

Analysis of the influence of new energy access on relay protection and safety device

Song Bing
(Nanjing NARI-RELAYS Electric Co. Ltd,Nanjing Jiangsu,211102)

With China’s development and economic prosperity, the future trend of power grid has become a smart grid, but at the same time, the problem of energy crisis, the world is becoming more and more serious, and the wind power, photovoltaic and other new energy sources as an important part of the power network, and obtained the widely used developed. Note that access to new energy large scale has changed our traditional characteristics produced during operation of electric power system, relay protection of our traditional and automatic safety devices bring higher requirements and challenges This paper analyze the impact of“new energy” self access device for relay protection and security related content.

new energy access; relay protection; safety device; impact analysis