基于風電接入對電網繼電保護的影響研究與分析

管成智

摘 要：風力發電機是利用風來推動扇葉旋轉進行發電裝置，對于配電網中風力發電機通常以分散形式接入。風機輸出功率受風速影響很大，所以風力發電機輸出特性并不像火力發電機或者水力發電機一樣穩定，具有一定間歇性和波動性。再考慮到接入配電網中的風機以異步電動機為主，其要向電網吸收一定容量的無功功率，這無疑會對配電網的電壓質量帶來一定影響。為了應對風機接入對配電網電壓質量影響，如何合理、有效協調控制無功補償一直是研究的熱點問題。在國內風電大規模并網的現狀下，合理地利用火電機組的調峰能力促進風電的消納對中國新能源行業的發展至關重要。火電機組的靈活性改造是一項耗費巨大的系統工程，必須要因地制宜地制定合理的改造方案。本文基于風電接入對電網繼電保護的影響展開論述。

關鍵詞：風電接入;電網繼電保護;無功補償

0引言

風力發電能夠在調整電源結構的同時減少污染氣體的排放，并在之后有效地降低能源進口方面的壓力，并更好地提升我國能源供應的安全性。但由于風力發電成本較高，所以沒有辦法和火力發電一樣取得好的效果。風力發電在我國電網中占據的比例將越來越高。但風力發電本身的隨機性和不可控性給電網的運行和管理帶來了很大的影響。為了能夠更好地提高電網接納風電的能力，有效地研究風電接入對電網繼電保護的影響顯得尤為重要。

1我國風電接入概況

我國風電裝機居于世界風電裝機總量第一位，包括甘肅、內蒙古、河北和新疆等7個省市在內超過8個千萬瓦級別的風電機構都已經通過了國家的審查，并隨著時代的發展在不斷地發展。從我國全部的風電裝機容量統計的數據來看，這超過八千萬千瓦的風電總裝機容量就已經占據到了五分之四。隨著風力發電廠本身的容量變得越來越大，整個風電場都會對電網的運行產生重要的影響。越來越多的專家也開始重視研究風電系統內部的功率、電壓和電能等其他多個方面的內容，最終也會對整個系統的穩定性有重要的影響。風電場接入系統內部的繼電保護在使用的過程中還是會出現諸多的問題，必要時需要先分析內部存在的問題，并選擇正確的設置方式。

2風電接入對繼電保護的影響

2.1部分電路故障存在選線問題

在電路機組正常工作的情況下，大部分的35kV集電系統采用的系統都是不接地系統，在單向接地的時候時長一般是一至二個小時，在風電工程中，這種接地方式都應該借鑒了配點系統中的相關設計方案，以達到正常運行的目的，但是一般情況下只有電流比較小的架空線路才會采取這種接地方式，而其他的線路相比之下對這種接地方式的使用十分少見，如果將這種系統強行安置到不適用的電纜和架空線路的混合系統中，短時間內成本可能會有所降低，但是此時也會因為系統不匹配而存在安全隱患。也就是說，小電流系統的選線條件比較苛刻，導致選線的正確率比較低，而且在選線錯誤的情況下，這個潛在的隱患還不容易被工作人員所發現，致使故障覆蓋面廣，造成更大的損失，所以說，小電流的體統故障選線難。

2.2風電機組短路引起的電壓變化問題

電壓越高的風電系統配置在運行時具有更高的穩定性和安全性，但是設備運行的過程中一旦出現短路現象，電壓也會受到很大程度的影響，對機組的穩定運行不利。比如說：在風電系統中主網繼電保護設備擁有的穩定性較高，系統的完善具體體現在擁有高達100%的切錯率、運行安全系數高、對故障反應的速度快等方面。但是如果主網出現短路現象，就會對風電場并網點處的電壓產生比較大的影響。當然，電壓變化情況不僅僅和故障點的短路情況有關，故障的性質以及故障點的電氣距離也同樣會影響電壓的變化幅度。因此，可以說風電機組的短路問題受多方面的影響，比如風機的處力大小、控制的策略等等，不同的原因造成的機組短路情況也不盡相同。

3關于風電接入電網問題的有效措施

3.1做好電網建設計劃

在風電事業建設的進程中，應當堅定不移地堅持“一特四大”的建設方針，建造出以特高壓為電網的主干網架，其他電網協同共發展的穩定電網體系，才能保證其他資源的接入。該體系具有更高的安全性和穩定性，能夠極大地促進風電事業的發展，帶來可觀的收益。因此，應當加快全國風電整體布局計劃出臺的步伐，并以此為基礎確定各地區的風電事業的發展方向、指導各地區風電事業的早期工作。風電計劃是電力計劃中十分重要的一環，推動著整個電力計劃的實施，若將其納入到電力工業的中長期發展計劃當中，享有國家層面的支持和領導，一定能夠有更加優秀的成果。除此之外，還可以舉辦大型的風電接入、電網消納等專題研究，從知識層面和技術層面分析風電接入的可行性和優勢所在。適當結合統一堅強智能電網的發展計劃，完善風資源豐富地區風力發電中特高壓電網的建造整體系統，推進全國全網互聯的發展。對風電接入設備進行改良，使得風電等新能源能夠穩定安全地轉化為電能并且能夠保證低損耗地傳輸至用戶端。

3.2完善電網運營管理模式

在風電機組運行前，技術人員應當對機組進行質量的檢驗以及設備的調試，確保機組能夠正常工作;在機組的運行過程中，應當時刻注意其運行狀態，制定合理的管制計劃，規范調整運營，對正常運行的設備進行定時檢查，對已經損壞的設備進行維修處理。在整個系統有良好的運營情況下，可以加大對新技術的研發力度，推出更先進的運營模式，提高機組的運行效率，提高精準度。

4結束語

接入配電網中的風力發電機因其輸出功率不穩定會對電網的電壓質量帶來一定影響，為了向用戶提供穩定的、高質量的電能，研究含風機的配電網無功協調優化控制技術，已經成為了亟待解決問題之一。為了提高客戶的用電感受，必須提高供電企業的服務質量，就必須要開展有效的營銷管理：積極開拓新的市場，積極轉變營銷服務理念，對電力營銷系統進行優化，加大人才培養力度，促進營銷團隊整體素質的提高，創新服務方法。

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