大规模风电接入对继电保护的影响与对策

解天柱

（云南电网有限责任公司昆明供电局）

0 引言

我国正处于科技发展阶段，在人们日常生活中少不了对科技产品的应用，而各类科技产品的使用需要大量的电力支持，由此导致我国现在用电耗资巨大，进而出现了电力匮乏的现象。风力发电能够有效解决我国用电方面存在的一些问题，但是其在具体应用过程中，也有一些问题出现，而继电保护的应用能够有效减少风力发电存在的问题，为了促进我国风力发电的开发与发展，本文将就风电接入对继电保护的影响进行分析，优化继电保护的使用。

1 大规模风电接入对继电保护的影响

1.1 继电保护的配置

电力系统运行过程中，需要对升压变压器进行调整，在规模风力发电接入的情况下，变电器汇合接地，这样的操作会改变联络线的零序，并使得继电保护器的灵敏度降低。若是安装弱馈装置能够有效稳定电力系统，保证电力系统能够正常稳定地运行，但是由于弱馈装置的安装需要花费的资金较多，导致很多企业单位并未安装弱馈装置，进而造成电力系统无法稳定运行的现象发生。虽然弱馈装置的使用能够有效提升电力系统的稳定性，但是由于其装置使用不被大多数企业所应用认可，因此，还需继续加深对继电保护配置的研究。

1.2 电力系统的设计

大规模风电接入时，电力系统的整体设计是否完善对其有着很大的影响作用。由于电力系统本身涉及到很多的设备设施，且具体执行方案也多种多样，因而导致在电力系统运行过程中，某些设备设施经常配备到不合适的系统，从而对整个电力系统运行造成影响［1］。现在的电力系统的规模都比较庞大，若是运行过程中出现故障问题，可能会对整个电网造成巨大的影响，为了避免这种现象的发生，需要在设计执行方案时，从整体电力系统的运行进行考虑，使得设备设施能够匹配到合适的操作方案。

目前我国大部分地区的配电网保护并没有得到有效的改善，依旧采用先将变压器升压，后进行电力传输的方式连接变压器与变电器，这样的连接方式很容易使配电网出现故障，还可能出现跳闸的现象，其具体电力运行图如下图所示。

1.3 电力运行的状态

在风力发电中使用的发电机与传统的发电机有所不同，其使用的发电机是异步发电机。在电力系统运行时，无用功率会被异步发电机吸收，从而对整个电力系统的运行造成影响，使得整个电网运行呈现不稳定的状态。与此同时，外界因素也会对整个电力系统的运行状态有所影响，由于外界的风力大小是不可控的条件因素，也就导致在整个电力系统运行过程中，其电力传输处于不稳定状态，因而造成电力系统运行的不稳定［2］。

图 电力系统运行图

除上述几点之外，发电机型号、设备更换等方面也会影响电力系统的运行状态，由于发电机的型号会影响谐波频率，因此，也会使得电力系统运行处于不稳定状态。

2 大规模风电接入对继电保护的完善措施

大规模风电接入会对继电保护造成影响，接下来将就其存在的问题进行分析，制定出一系列解决方法，以此保证电力系统能够稳定运行。

2.1 针对性设计

大规模风电接入会使得传统的风电系统运行不稳定，因此，需要相关工作人员对电网运行方面存在的问题进行深入剖析，从整体角度进行观察，了解电网运行的情况，并针对其运行特点以及运行过程中存在的问题制定设计方案，将电网运行中的设备设施匹配到合适的操作方案，减小大规模风电接入对继电保护产生的影响，以此保障电网运行的稳定性。

进行电力系统设计时，需要具有一定的全面性，将风电接入涉及的所有相关环节都考虑在内，并为了避免事故发生，需要安排相关工作人员进行管理，使得其能够得到有效把控，保证每一环节都能够正常运行。与此同时，还需要进行预案制定，以便在出现突发情况时能够及时进行处理，保证电力系统能够正常进行电力输出。

2.2 了解故障点

为了保障整个电力系统能够顺畅正常运行，需要了解风电接入存在的故障问题，只有了解了相关故障原因后，才能够有针对性地设计解决方案。因此，在实际解决风电接入对继电保护系统产生的影响时，需要将风电接入过程中可能出现的问题进行一一列举，做好充足的准备，明确其中存在的问题，并针对其问题特点制定合适的解决方案，在设置解决方案时，需要设计多个解决方案，不能在一棵树上吊死，要尽量做到有备无患［3］。

若是在风电接入过程中出现了跳闸的现象，就需要相关工作人员了解发生故障的具体情况进行合理的方案设计，根据其跳闸故障的穿越要求将实施时间控制在100～125ms以内，进行多次零电压穿越，以此减小大规模风电接入对继电保护产生的影响。

2.3 保护联跳措施

若是在开展风电接入工作的过程中出现了跳闸现象，可以采取联跳的措施解决。可以在风电机的两侧安装保护联跳装置，但是安装一定要在风电机运行之前进行安装，并在安装过程中将短路电流与继电保护进行连接，使得电路在出现故障问题时，能够自动阻断电流，以此保护电路［4］。

联跳装置的安装为电力系统稳定运行提供了保护，即使出现跳闸事故，也能够保证继电保护不受其影响，电力系统依旧能够进行正常运转，保证其运行的稳定性。

电力系统的线路对用户的用电传输有着直接影响，因此，为了保证用户能够拥有良好的用电体验，电力系统故障不会对用户日常生活造成影响，在出现事故时，可以采取切断线路的方式，以此有效减小事故对用户的影响。

2.4 开发电场集群线路

在风电系统运行时，很容易出现风电机短路的现象，在这种情况下，会出现无法提供短路电流的现象，从而造成事故发生。为了能够解决这一问题，可以开发电场集群线路，使得风电机出现短路现象时，能够为电力系统提供电流，保障各个系统的正常运行，及其电力系统运行的稳定性［5］。

2.5 继电保护与风电场操作系统

为了改善风电接入对继电保护造成的影响，需要将风电场操作系统与继电保护进行配合使用，虽然这两者属于不同的部门，但是在电力系统运行过程中，增强两者之间的联系有助于构建电力继电保护系统，保证电力系统稳定运行。同时，还需注意让电场的操作系统与电网的保护系统相吻合，以此避免发生脱网故障。

3 结束语

风力发电的应用有效解决了我国用电耗资巨大的问题，虽然在应用风力发电的过程中仍存在某些问题，但在长时间探索下，已经得出了相应的解决对策。为了能够提高我国风力发电的发展水平，需要不断进行风力发电的研究，对其运行使用及其技术方面提出创新，以此促进我国经济社会发展进步。