關于風電送出線路改造后安自裝置的若干探討

盧剛剛

摘要：隨著風電、光伏等的新能源大規模投運，需要主網內變電站為其提供并網通道。因為工程建設等原因，并網通道可能面臨著改線、T接、Π接等多種改造過程。在這期間，站內所配置的安穩裝置、故障解列、通道及動作策略等均需要重新配置。本文結合一次風電并網線路改造過程，對線路Π接后安自裝置的配置進行了相關討論，確保相關裝置正常運行。

關鍵詞：新能源;改造;安全穩定控制

1 引言

110kV某變電站為風電新能源廠站，通過110kV西吉變并入電網主網運行，在月亮山變電站側配配置一套安穩裝置（由一臺RCS-992主機、一臺RCS-990輔機以及其它輔助設備組成），在西吉變側配置一套安穩裝置（由一臺RCS-992主機、一臺RCS-990輔機以及其它輔助設備組成）、及一套故障解列裝置（PCS-9651）。

1.1安穩裝置運行狀況

西吉變側采集固吉線、將吉線電流、電壓，用于進行過載、功率判別。正常運行時，功率通過“月亮山→西吉變Ⅰ母→固吉線→系統”路徑送出。當固吉線跳閘或檢修時，此時通過將吉線并網。受將吉線導線類型限制，可能會出現過載情況，此時安穩裝置將根據將吉線過載程度分三輪對月亮山變側35kV匯集線執行切除命令。此種運行方式下切負荷命令通過光纖通道直接由西吉變傳送至月亮山變，無需進行任何中間轉接環節。

1.2故障解列裝置運行狀況

固吉線發生故障，導致西吉變Ⅰ母低電壓、母線過壓、低頻等，滿足動作條件后故障解列裝置經延時跳開吉月線。

2 吉月線改造后運行狀況

為進一步增加月亮山變新能源外送能力，新建110kV張灣變，并Π入110kV吉月線，新線路分別命名為吉張線、張月線，在張灣至月亮山、張灣至西吉變之間分別架設專用光纖通道，在張灣變配置PCS-992穩控裝置及低頻低壓解列裝置。可見，線路Π接后，原有的“西吉—月亮山”通道被打斷，月亮山功率外送通道變為“月亮山→張灣變→西吉變Ⅰ母→固吉線→系統”。

3 張灣變投運后安穩裝置運行狀況

張灣變投運后，如何合理配置各個安全自動裝置至關重要。上述安穩裝置以及低頻低壓解列裝置可有以下幾種運行狀態：

3.1張灣變、月亮山變裝置投入運行，退出西吉變側安穩裝置

此種運行方式下，張灣變安穩裝置采集張月線、吉張線電流、電壓，用于進行功率判別。此時，吉張線為主要功率外送通道，可通過監測吉張線功率過載情況，并根據其嚴重程度向月亮山變側發送切匯集線命令。

此時，若西吉變側兩條并網通道均退出運行，月亮山成為西吉變、張灣變的唯一電源，導致風電系統孤網運行，不利于系統安全穩定運行。再者，本套穩控系統設置之目的在于防止西吉變將吉線嚴重過載，導致事故發生，監測吉張線過載意義不甚大。

3.2 投入西吉變側安穩裝置，投入月亮山變安穩裝置

此種運行方式下，西吉變安穩裝置采集吉張線電流、電壓，用于進行功率判別，監測將吉線過載情況，并根據過載程度分三輪對月亮山變側35kV匯集線執行切除命令。改造之前，這一命令可以通過“西吉—月亮山”通道直接傳送至月亮山變側，但是改造后兩站之間無任何通信關聯，即以上命令無法可靠傳送至對側，安穩裝置亦失去其本來功能。

3.3 三座變電站安穩裝置均投入

鑒于上述第二種情況，可以考慮將張灣變作為一個“中轉站”，形成“西吉變-張灣變-月亮山變”通道。退出張灣變PCS-992安穩裝置過載告警以及切負荷功能，同時重新下裝安穩裝置配置、完善相關回路配線，實現只轉發來自西吉變側切除月亮山35kV匯集線命令的功能。

西吉變、月亮山變及張灣變安穩裝置均按正常方式投入運行后，執行如下策略：當110kV固吉線跳閘、或檢修時，檢測110kV將吉線的潮流，當將吉線過載時，根據過載嚴重程度執行切月亮山風電場35kV匯集線。

4 張灣變投運后故障解列裝置運行狀況

4.1故障解列裝置運行狀態

故障解列裝置用于實現當主網系統發生故障時，快速解列小電源系統的功能。在線路未改造前，西吉變側故障解列裝置在條件滿足后直接切除風電線路。下面結合幾種運行方式進行論述：

1）投入西吉變故障解列裝置，退出張灣變低頻低壓解列裝置

故障前張月線—吉張線均正常運行，由月亮山向西吉變輸送功率。若西吉變故障解列裝置動作，將切除吉張線，此時張灣變全部負荷將全部轉至月亮山變，導致小電源單獨運行的狀況，不利于系統穩定運行，供電質量也將大打折扣。

2）退出西吉變故障解列裝置，投入張灣變低頻低壓解列裝置

若張灣變故障解列裝置動作，將切除張月線，此時吉張線正常運行，張灣變不損失負荷。

綜上所述，系統正常運行時應退出西吉變故障解列裝置、投入張灣變低頻低壓解列裝置。

4.2 故障解列裝置需要解決的若干問題

1）故障解列功能主要包括低壓、低頻、零序過壓解列等，為防止低壓解列功能誤動作，在其判據內加入“檢進線保護動作”條件，以保證“低電壓確實是由于吉張線故障所引起的”，即吉張線保護動作后才能啟動低壓解列功能;

2）為防止PT斷線時故障解列裝置誤動作，在裝置內低電壓判據中設置了“線電壓必須大于15V”的判據，即同時滿足以下條件時低壓解列才出口：

但是存在一個問題，當發生三相斷路、三相電壓均降為零的情況下，低壓解列將拒動，存在重大隱患，所以建議取消該15V的判據。

5 結語

安穩裝置、故障解列裝置均為保證系統安全、穩定運行的重要安全自動裝置，隨著一次系統運行方式的改變，上述設備動作策略、設備投退也要隨之進行重新安排。本文結合風電并網線路Π接工程，對相關安穩裝置、故障解列裝置進行了探討，并得出幾點結論與建議，期望能為設備可靠運行提供支持。

參考文獻

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