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【摘 要】由于社会发展迅速，人们对电能的需求量也在逐步增加，为可以充分满足人们用电的需求，在多数地区中都开展了风力发电项目，同时缓解了用电的需求量，可是该种风力发电形式对继电保护有一些影响。所以，本文以风电接入后继电保护性能为切入点，分析了风电接入给继电保护带来的影响，探讨了适应风电接入的举措，以供相关人员研究和参考。
【关键词】风电接入；继电保护；影响
伴随能源危机与生态环境问题逐渐显现出来，风电等可再生资源能源受到了社会各界人士的关注，根据有关统计表明风电装机容量增加了，在风电市场内处在较高的位置，风电变成了三大电源之一。虽风电装机规模排全球第一，可是风电运行过程中慢慢显现出很多问题，风机脱网问题屡发。继电保护是电网安全运行的首道防线，从一开始的识别且切除故障元件避免被损坏，发展到了迅速切除故障问题，阻遏系统运行情况更加严重、提升并列运行安全的多重任务，为确保电能有效传输与利用起到了一定作用。风电接入将电力系统运行特点改变了，给继电保护配置带来了全新的挑战。此次研究就风电接入对继电保护影响问题进行了论述。
一、风电接入后继电保护性能
通常而言，风电场是由很多台风电机组成的，每一个机组生产的电能经过集电线路聚集，以风电场送出变压器外送到系统。风电场及送出线的保护配置就是：
首先，送出变压器保护。风电场送出变压器中依旧采用的普通的变压器保护，该原理就是双侧及三侧在故障前后电压与电流具备一样的频率，借助电流差动原理推断出区内及区外的故障。有关调查表明DFIG在故障阶段投入Crowbar电路来达到LVRT，集电线风机侧与风机出口电源频率伴随故障前工作情况出现偏移，基于傅里叶工频算法电流基频相量幅值根据某种规律进行摆动，因而，基于相量值的差动保护动作电流和制动电流会议很多的频率分量大规模波动，不能确保差动保护正确动作。投进Crowbar电路以后，风电场侧频率偏移工频，借助傅里叶工频算法不能正确获取差流内的2次谐波。所以，一般的电力变压器保护不适合使用在风电接入系统内。
其次，风电场送出线路保护。我国风电基本使用的是超高压远距离送出。送出线路保护依旧使用普通输电线路保护配置，配置纵联保护作为主保护，不思考风电特征。故障阶段的风电集中接入区电网的电磁暂态特性与一般的能源电网不相同，基于过去的电力系统故障暂态响应的继电保护动作性能不能确保。一些地区屡屡出现风电送出线路保护误选问题。具有低电压穿越性能的双馈式风电场送出线路三相故障过程中，转子电流是衰减直流，风机的机端基于故障前转速率的交流电动势衰减速度快，同时风电场阻抗比系统测阻抗大。风电场测电压是由电网工频电压来支撑的。风电场测电流是风机转速决定的非工频交流，导致电压与电流频率有差异。
二、风电接入对继电保护带来的影响分析
（一）风电机组短路问题
一般情况下，电压很高的配置运行是非常稳定的。打个比方，330kV及330kV以上的主网继电保护配置是很健全的，事故切除率是100%，倘若主网出现短路问题，风电场并网点电压就会遭到故障性质以及故障点电气距离所影响。如果故障连续时间是0.1S以内，那么就会在1S以后重合。风电场短路电流与首次故障问题有一定的差别，具有LVRT能力的风电机组未必可以穿越二次冲击。因而，具有LVRT能力与风机出力大小与否等和风电机组短路特点有着非常紧密的联系。
（二）波动性能源并网问题
因为波动性能源并网，很多电力电子元件的运行方法出现了一定的改变，将机组及系统的灵活性降低了，给运行方法的新原理保护探究提出了严要求。风电并网以后，被各方面因素所影响，比如，受正负序不等与控制系统等影响，导致原来的故障分类截取与叠加原理等分析方式无法使用在这一系统之中，必须要深入探索常规纵联方向及距离等。
（三）小电流系统选线困难
大部分35kV集电系统是不接地系统，单相接地运转的时间通常保持在两小时以为。这样的接地方法应当利用配电系统设计方案。一般条件下，其适合使用在接地电流小的架空线路中。假设把其运用在架空线路与电缆混合发电系统，该种接线方法一定是不科学的。因为配置的小电流选线装置选线准确性不高，相关工作人员难以在第一时间发现单相接地问题，造成故障变大。为防止故障变大，需要经过电流行波等暂态信号开展故障选线，突破过去的思维，将小电流系统故障选线难度减小，借此来提升风电机组运行的安全性与稳定性。
三、适应风电接入的对策
要想保证风电接入的安全性以及适应性，必须要相关工作人员思考到电网规划与设计等环节的要求，主动遵从风电场集电系统接线方法与保护配置基本原则，综合协调，配合风电机组保护及配继电保护，把继电保护当作风电接入的首道防线，同时增加对其的关注力度。
（一）使用机电系统接地方法
风电场35kV运行线路过程中，集电系统中性点接地方法会影响到风电场安全。风电场功能密度低，同时风电场发电出力时间是额定功率20%。例如，在酒泉风电场之中，一条35kV集电线路有功潮流比10MW小。这不单单不会对用户带来一定的影响，与此同时也不会影响到电网安全运行，还能够有效弥补过去配电系统里面切除线路与用户停电的缺陷。为可以防止故障变大，在新建设的风电场内，需要借助集电系统接地法，配置继电保护装置，在合适的方位配置具备跳闸能力的小电流接地选线设备，这样有益于在单相接地以后实时切除故障问题，保证风电机组运行是安全的，稳定的。
（二）配置完整的监控系统
风电场控制室配置了健全的监控系统。风电场升压站与变电站里面配置的故障录波设备、相量测量设备等，能够有效记录事故整个过程的信息。按照风电场机组厂商与型号等，全面分析事故信息，计算与设计继电保护装置，提升风电接入系统以后，继电保护运行的安全性与可靠性，从而深入探索新的继电保护原理，此对于保证系统安全稳定运行有重要作用。
结束语：
总的说来，风力发电对我国的发展而言起着非常重要的作用，所以，应当在全国范围以内进行广泛开展。可是对于风电接入中，对电力系统中继电保护的影响这一问题，必须要引起系统中相关部门工作人员的高度重视，从而制定出有效的解决方案，以期可以促使该种风力发力形式的快速发展，而不再遭到继电保护问题的干扰，进而给社会的发展贡献出一份力量。
参考文献：
[1]叶茂，刘艳，顾雪平，等.大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算[J].电力自动化設备，2018，38（11）：167-173.
[2]孙群.大规模风电接入对电网的影响分析[J].设备管理与维修，2018（20）：138-140.
[3]徐青山，刘梦佳，黄煜.大规模风电接入下基于随机配置点法的电网再调度方法[J].电网技术，2018，42（11）：3557-3566.
[4]刘建超.大规模风电接入对电力系统电能质量和继电保护的影响[J].科技风，2018（30）：172-173.
（作者单位：国网山西省电力公司检修分公司）
【关键词】风电接入；继电保护；影响
伴随能源危机与生态环境问题逐渐显现出来，风电等可再生资源能源受到了社会各界人士的关注，根据有关统计表明风电装机容量增加了，在风电市场内处在较高的位置，风电变成了三大电源之一。虽风电装机规模排全球第一，可是风电运行过程中慢慢显现出很多问题，风机脱网问题屡发。继电保护是电网安全运行的首道防线，从一开始的识别且切除故障元件避免被损坏，发展到了迅速切除故障问题，阻遏系统运行情况更加严重、提升并列运行安全的多重任务，为确保电能有效传输与利用起到了一定作用。风电接入将电力系统运行特点改变了，给继电保护配置带来了全新的挑战。此次研究就风电接入对继电保护影响问题进行了论述。
一、风电接入后继电保护性能
通常而言，风电场是由很多台风电机组成的，每一个机组生产的电能经过集电线路聚集，以风电场送出变压器外送到系统。风电场及送出线的保护配置就是：
首先，送出变压器保护。风电场送出变压器中依旧采用的普通的变压器保护，该原理就是双侧及三侧在故障前后电压与电流具备一样的频率，借助电流差动原理推断出区内及区外的故障。有关调查表明DFIG在故障阶段投入Crowbar电路来达到LVRT，集电线风机侧与风机出口电源频率伴随故障前工作情况出现偏移，基于傅里叶工频算法电流基频相量幅值根据某种规律进行摆动，因而，基于相量值的差动保护动作电流和制动电流会议很多的频率分量大规模波动，不能确保差动保护正确动作。投进Crowbar电路以后，风电场侧频率偏移工频，借助傅里叶工频算法不能正确获取差流内的2次谐波。所以，一般的电力变压器保护不适合使用在风电接入系统内。
其次，风电场送出线路保护。我国风电基本使用的是超高压远距离送出。送出线路保护依旧使用普通输电线路保护配置，配置纵联保护作为主保护，不思考风电特征。故障阶段的风电集中接入区电网的电磁暂态特性与一般的能源电网不相同，基于过去的电力系统故障暂态响应的继电保护动作性能不能确保。一些地区屡屡出现风电送出线路保护误选问题。具有低电压穿越性能的双馈式风电场送出线路三相故障过程中，转子电流是衰减直流，风机的机端基于故障前转速率的交流电动势衰减速度快，同时风电场阻抗比系统测阻抗大。风电场测电压是由电网工频电压来支撑的。风电场测电流是风机转速决定的非工频交流，导致电压与电流频率有差异。
二、风电接入对继电保护带来的影响分析
（一）风电机组短路问题
一般情况下，电压很高的配置运行是非常稳定的。打个比方，330kV及330kV以上的主网继电保护配置是很健全的，事故切除率是100%，倘若主网出现短路问题，风电场并网点电压就会遭到故障性质以及故障点电气距离所影响。如果故障连续时间是0.1S以内，那么就会在1S以后重合。风电场短路电流与首次故障问题有一定的差别，具有LVRT能力的风电机组未必可以穿越二次冲击。因而，具有LVRT能力与风机出力大小与否等和风电机组短路特点有着非常紧密的联系。
（二）波动性能源并网问题
因为波动性能源并网，很多电力电子元件的运行方法出现了一定的改变，将机组及系统的灵活性降低了，给运行方法的新原理保护探究提出了严要求。风电并网以后，被各方面因素所影响，比如，受正负序不等与控制系统等影响，导致原来的故障分类截取与叠加原理等分析方式无法使用在这一系统之中，必须要深入探索常规纵联方向及距离等。
（三）小电流系统选线困难
大部分35kV集电系统是不接地系统，单相接地运转的时间通常保持在两小时以为。这样的接地方法应当利用配电系统设计方案。一般条件下，其适合使用在接地电流小的架空线路中。假设把其运用在架空线路与电缆混合发电系统，该种接线方法一定是不科学的。因为配置的小电流选线装置选线准确性不高，相关工作人员难以在第一时间发现单相接地问题，造成故障变大。为防止故障变大，需要经过电流行波等暂态信号开展故障选线，突破过去的思维，将小电流系统故障选线难度减小，借此来提升风电机组运行的安全性与稳定性。
三、适应风电接入的对策
要想保证风电接入的安全性以及适应性，必须要相关工作人员思考到电网规划与设计等环节的要求，主动遵从风电场集电系统接线方法与保护配置基本原则，综合协调，配合风电机组保护及配继电保护，把继电保护当作风电接入的首道防线，同时增加对其的关注力度。
（一）使用机电系统接地方法
风电场35kV运行线路过程中，集电系统中性点接地方法会影响到风电场安全。风电场功能密度低，同时风电场发电出力时间是额定功率20%。例如，在酒泉风电场之中，一条35kV集电线路有功潮流比10MW小。这不单单不会对用户带来一定的影响，与此同时也不会影响到电网安全运行，还能够有效弥补过去配电系统里面切除线路与用户停电的缺陷。为可以防止故障变大，在新建设的风电场内，需要借助集电系统接地法，配置继电保护装置，在合适的方位配置具备跳闸能力的小电流接地选线设备，这样有益于在单相接地以后实时切除故障问题，保证风电机组运行是安全的，稳定的。
（二）配置完整的监控系统
风电场控制室配置了健全的监控系统。风电场升压站与变电站里面配置的故障录波设备、相量测量设备等，能够有效记录事故整个过程的信息。按照风电场机组厂商与型号等，全面分析事故信息，计算与设计继电保护装置，提升风电接入系统以后，继电保护运行的安全性与可靠性，从而深入探索新的继电保护原理，此对于保证系统安全稳定运行有重要作用。
结束语：
总的说来，风力发电对我国的发展而言起着非常重要的作用，所以，应当在全国范围以内进行广泛开展。可是对于风电接入中，对电力系统中继电保护的影响这一问题，必须要引起系统中相关部门工作人员的高度重视，从而制定出有效的解决方案，以期可以促使该种风力发力形式的快速发展，而不再遭到继电保护问题的干扰，进而给社会的发展贡献出一份力量。
参考文献：
[1]叶茂，刘艳，顾雪平，等.大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算[J].电力自动化設备，2018，38（11）：167-173.
[2]孙群.大规模风电接入对电网的影响分析[J].设备管理与维修，2018（20）：138-140.
[3]徐青山，刘梦佳，黄煜.大规模风电接入下基于随机配置点法的电网再调度方法[J].电网技术，2018，42（11）：3557-3566.
[4]刘建超.大规模风电接入对电力系统电能质量和继电保护的影响[J].科技风，2018（30）：172-173.
（作者单位：国网山西省电力公司检修分公司）