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        大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題綜述

        2017-03-10 01:16:53
        環(huán)球市場 2017年11期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)電場繼電保護(hù)風(fēng)電

        王 輝

        河北華電沽源風(fēng)電有限公司

        大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題綜述

        王 輝

        河北華電沽源風(fēng)電有限公司

        隨著時代的發(fā)展與進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)生活水平的不斷提升,我國在能源上的保護(hù)與開發(fā)方式也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整,大規(guī)模的風(fēng)電接入對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的構(gòu)成具有深遠(yuǎn)并且重要的意義,但是就目前的情況來看,在應(yīng)用大規(guī)模風(fēng)電接入的過程中出現(xiàn)了一系列的問題,因此需要積極汲取經(jīng)驗(yàn),分析好繼電保護(hù)受到的大規(guī)模風(fēng)電的影響,采取措施予以解決,可以提高供電的持續(xù)和質(zhì)量?;诖吮疚姆治隽舜笠?guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題。

        風(fēng)電;繼電保護(hù);影響

        1、繼電保護(hù)概述

        繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)中的主要構(gòu)成設(shè)備,繼電保護(hù)裝置能夠快速的識別以及切除電網(wǎng)系統(tǒng)故障問題,對確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性,有著極大的幫助。風(fēng)力發(fā)電作為未來能源的主要形式,被廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保護(hù)的主要形式是高頻或者低頻,以及電網(wǎng)故障保護(hù)。保護(hù)裝置運(yùn)行后,則會發(fā)出動作信號,基于故障性質(zhì),能夠自動切除。箱式變壓器中的熔斷器,能夠?qū)崿F(xiàn)全范圍保護(hù),或者作為短路保護(hù),使用高壓熔斷器,用作過載保護(hù),則使用低壓熔斷器。風(fēng)電場并網(wǎng)線路中,主要選擇的是單項(xiàng)線路,此線路光纖縱差,通常需要采取距離保護(hù)與高頻保護(hù),當(dāng)單線與單壓發(fā)生變化時,電網(wǎng)側(cè)面距離便能夠?qū)紊龎鹤鲇行ПWo(hù)。

        2、大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)的影響

        大規(guī)模風(fēng)電接入后會對電力系統(tǒng)造成一定的影響,其中,常見的影響主要有3點(diǎn):①影響繼電保護(hù)配置。在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,如果應(yīng)用大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電,必須要適當(dāng)調(diào)整升壓變壓器,使其接地。這就在一定程度上改變了聯(lián)絡(luò)線的零序保護(hù),從而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的靈敏度下降。同時,風(fēng)電場沒有能力保證整個系統(tǒng)的運(yùn)行,需要為其安裝弱饋裝置,這樣電力系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行。但是,綜合考慮成本等各方面的因素,一些發(fā)電廠根本就不愿意安裝保護(hù)裝置,極有可能出現(xiàn)拒動的現(xiàn)象。②影響電力系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。在實(shí)施大規(guī)模風(fēng)電接入的過程中,需要對其進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)。從我國目前的情況來看,大部分風(fēng)電場基本上都是先升壓再將之與變電站母線相連接,然后傳送,而配電網(wǎng)的保護(hù)方式卻沒有發(fā)生變化。實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電接入后,接入點(diǎn)的線路保護(hù)性能會受到不同程度的影響,極有可能發(fā)生選擇性跳閘的情況。③影響電力運(yùn)行的穩(wěn)定性。在我國,實(shí)施風(fēng)力發(fā)電時,通常借助的是異步發(fā)電機(jī),這就涉及到有用功率的發(fā)出問題。在這一過程中,需要從系統(tǒng)中吸收無功功率。而大規(guī)模風(fēng)電接入后,無功功率將會影響整個系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。另外,風(fēng)力發(fā)電會因?yàn)轱L(fēng)的大小而發(fā)生變化,具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性,并且不同型號的發(fā)電機(jī)諧波差異比較大,更換設(shè)備時會對頻率的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響整個系統(tǒng)的電力穩(wěn)定性。

        3、大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)的優(yōu)化

        3.1 加強(qiáng)重合閘的管理

        重合閘是影響大規(guī)模風(fēng)電接入對繼電保護(hù)的重要因素。為了能夠?qū)χ睾祥l進(jìn)行有效的分析,本文對其瞬時和永久故障原理進(jìn)行了探究。比如,當(dāng)線路運(yùn)行發(fā)生問題,且假設(shè)風(fēng)電場具有LVRT能力,線路將會出現(xiàn)不一樣的問題。故障發(fā)生的位置不同,故障電壓就會存在差異。若電壓小于標(biāo)準(zhǔn)電壓值時,風(fēng)電機(jī)組就有了LVRT能力,但是跳閘現(xiàn)象仍會發(fā)生。針對該種情況,借助于故障穿越來使該問題得到解決。換句話說,大規(guī)模的風(fēng)電接入到繼電保護(hù)時,應(yīng)完成超過兩次的零電壓穿越。但我們應(yīng)要明白,每次零電壓穿越的時間不能超過100ms。若是為了達(dá)到該效果,其不能超過125ms,這種做法不僅使風(fēng)機(jī)的風(fēng)險有所降低,還能夠減少大規(guī)模風(fēng)電在接入繼電保護(hù)的過程中的傷害。

        3.2 風(fēng)電場保護(hù)裝置分析

        對于風(fēng)電場上的保護(hù)設(shè)置,其中35kv極點(diǎn)的中性點(diǎn)接地上的方式可以使風(fēng)電場的平穩(wěn)運(yùn)行起到很大的影響作用,此時的風(fēng)電上的功率密度會很低,也就是在額定功率的15%到45%左右吧,比正常的使用電壓要小很多,而此時對用電上的客戶與風(fēng)場的影響力度很小。配電上的系統(tǒng)與用戶的供電旅游密切的聯(lián)系,也就是說配電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障就會直接造成用戶使用的電能被斷電。這時就要及時的采取措施,防止故障進(jìn)一步的擴(kuò)張,處理的方式要根據(jù)實(shí)際的情況,可以選擇新的集電系統(tǒng)與繼電配置,對于風(fēng)電場,可以采用電阻進(jìn)行接地,并且配置單相接地故障的保護(hù)上裝置。但是,一旦風(fēng)電場已經(jīng)投入到運(yùn)行的過程中去了,那么可以進(jìn)行不接地或是消弧電圈接地的方法,配置上可以自動進(jìn)行反應(yīng)的小電流接地選線裝置,在出現(xiàn)單項(xiàng)接地的故障時,可以迅速做出反應(yīng),將故障解除,沒辦法解除時,就進(jìn)行跳閘的處理。

        3.3 調(diào)整運(yùn)行方式

        針對大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護(hù)問題,重點(diǎn)考慮風(fēng)電場故障特點(diǎn),以保護(hù)配置為基礎(chǔ),合理選擇接地方式。基于風(fēng)電場的生產(chǎn)情況以及環(huán)境情況,做好相應(yīng)的保護(hù)措施。如果風(fēng)電場的集電系統(tǒng)為不接地模式,則需要使用具有相跳閘功能的小電流接地裝置,以此確保單相接地后,能夠以最快的速度,將故障切除,若采取以上措施,仍未解決繼電保護(hù)故障,則需要采取隔離故障措施,跳開主變低壓側(cè)開關(guān),以此減少繼電保護(hù)故障給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來的不利影響。

        3.4 做好風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)維管理

        風(fēng)電及其并網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)、事故數(shù)據(jù)收集和分析工作對提升電網(wǎng)運(yùn)行效率具有積極推動作用。風(fēng)電場控制室配有完善的監(jiān)控系統(tǒng),配套的監(jiān)測裝置能夠記錄事故過程中的電氣故障信息,如電氣量數(shù)據(jù)、保護(hù)、開關(guān)等動作信息;升壓站母線、出現(xiàn)電壓、電流波形及數(shù)據(jù)、無功補(bǔ)償裝置的控制事件,自動調(diào)整功能投退記錄等,這些事故數(shù)據(jù)的積累、分析和挖掘能對繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供參考,提升風(fēng)電接入系統(tǒng)后繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性。

        總之,當(dāng)前我國非常重視繼電保護(hù)問題,要求有關(guān)人員要深入研究風(fēng)電基地繼電保護(hù)配置,找出其中存在的問題,并及時解決,因此進(jìn)一步加強(qiáng)對其的研究非常有必要。

        [1]聶文昭,明亮,劉璐.大規(guī)模風(fēng)電接入對繼電保護(hù)的影響與對策[J].黑龍江科技信息,2015,26:33.

        [2]徐覃萍.風(fēng)電接入對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響及其保護(hù)配置研究[D].廣西大學(xué),2014.

        [3]袁超雄.風(fēng)電場故障仿真分析及繼電保護(hù)研究[D].華中科技大學(xué),2014.

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