胡 馨

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局）

1 新能源電源的主要類型及應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 雙饋型電源

雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是風(fēng)力發(fā)電組的重要組成部分，它是將定子與外部電網(wǎng)直接進(jìn)行緊密的連接，而轉(zhuǎn)子則是通過交—直—交的三相轉(zhuǎn)換器進(jìn)行交流勵(lì)磁，它的電磁功率可以在定子、轉(zhuǎn)子兩個(gè)通道與電網(wǎng)連接交換之后得以實(shí)現(xiàn)，所以被稱為雙饋型電源（如圖1所示）。雙饋型電源的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁變換器的常用形式是背靠背的三相兩點(diǎn)平電壓型，其結(jié)構(gòu)大多是脈沖寬度調(diào)制轉(zhuǎn)換器，根據(jù)位置的實(shí)際情況來區(qū)分，兩個(gè)PWM變換器分別是網(wǎng)測(cè)變換器以及轉(zhuǎn)子側(cè)變換器。當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，風(fēng)速就會(huì)影響到轉(zhuǎn)速的變化，而轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率得到有效的控制和管理時(shí)，定子輸出的頻率就會(huì)保持在恒定的狀態(tài)［1］。所以，無論發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生何種變化，只要充分利用DFIG，就可以將輸出的頻率始終控制在恒定不變的狀態(tài)之中。

圖1 雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.2 逆變型電源

新能源電源中還有一個(gè)較為重要的電源類型，那就是逆變型電源，它主要包含了太陽能光伏電源、永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)電源以及燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等，它是如今市場(chǎng)上最為常見的新能源之一。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是充分地利用太陽能電池的特性將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的可再生清潔能源的現(xiàn)代發(fā)電技術(shù)，它的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何污染，并且使用的過程中具有較高的安全性以及可靠性。根據(jù)電力系統(tǒng)的特性來說，光伏電源可以分為獨(dú)立型光伏電源以及并網(wǎng)型光伏電源，獨(dú)立型光伏電源是獨(dú)自運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)，一般不與常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系的裝置。并網(wǎng)型光伏電源是由眾多的裝置共同組成而發(fā)電的，只要是空曠的地方都可以將其建立，空曠的地方具有較高的光伏，有利于建立規(guī)?；墓夥l(fā)電站。并網(wǎng)型光伏電源主要是通過逆變器與交流電網(wǎng)互聯(lián)之后得到電源，因此，也屬于逆變型電源的其中一種（如圖2所示）。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電原理是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成交流電之后，將整流變成交流，在逆變器上通過變換成為三相頻率恒定的交流電，接著將其輸送到電網(wǎng)，接著在中間環(huán)節(jié)控制電網(wǎng)系統(tǒng)的有功和無功的功率，進(jìn)而將風(fēng)能發(fā)揮出其最大的效率。燃?xì)廨啓C(jī)電源主要是將空氣進(jìn)行升壓，進(jìn)而在熱交換器加熱，接著與燃料進(jìn)行充分的混合后就可以燃燒，通過渦輪機(jī)中的燃?xì)馔苿?dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

圖2 并網(wǎng)型光伏電源

2 適用新能源規(guī)?；尤氲碾娋W(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用

2.1 雙饋型電源的應(yīng)用

基于雙饋型電源的結(jié)構(gòu)比較繁雜，并且在運(yùn)行的過程中會(huì)發(fā)生比較復(fù)雜的故障問題，所以要充分地考慮和掌握某些不對(duì)應(yīng)的故障條件，進(jìn)而了解和掌握不同類型的低壓電穿越控制措施，還有二次倍頻分量等各種各樣的影響因素。充分考慮到雙饋型電源故障特性的復(fù)雜性，相關(guān)部門和技術(shù)人員要針對(duì)這一問題，在電網(wǎng)繼電保護(hù)的工程實(shí)踐過程中，有效地應(yīng)用陷波器將正負(fù)序分量技術(shù)的特點(diǎn)最大程度地提取出來，以此更好地應(yīng)用到雙饋型電源繼電保護(hù)中，在此過程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人員還要充分考慮到陷波器的重要作用，將其加入電網(wǎng)繼電的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)后，要最大程度的對(duì)轉(zhuǎn)子變頻器勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制發(fā)揮出其最優(yōu)價(jià)值，將陷波器的影響程度降低到最小的力度［2］。在電網(wǎng)繼電保護(hù)關(guān)鍵問題中，相關(guān)的負(fù)責(zé)人員要在結(jié)合定子電壓方程的基礎(chǔ)上，形成一個(gè)適用于不同控制策略的雙饋型電源形式，以此更好地將電源短路電流的問題進(jìn)行統(tǒng)一的、全面的以及系統(tǒng)的分析和研究。在充分應(yīng)用和發(fā)揮雙饋型電源短路電流統(tǒng)一解析表達(dá)式的作用和價(jià)值后，還可以在不同的低電壓穿越控制策略中有效地應(yīng)用統(tǒng)一解析表達(dá)式，在很大程度上為新能源電網(wǎng)故障問題分析以及繼電保護(hù)工作提供安全、可靠和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

2.2 構(gòu)建不同類型的新能源電源等值模型

相比較傳統(tǒng)的交流同步發(fā)電機(jī)的故障性能，新能源電源的故障電流特性與其存在著非常大的差異，因此，傳統(tǒng)的電網(wǎng)故障問題計(jì)算方式是無法用來有效解決新能源電源接入之后電網(wǎng)繼電保護(hù)的關(guān)鍵問題，進(jìn)而不能有效滿足其需求。在這種情況下，要求相關(guān)負(fù)責(zé)人員在充分地了解和掌握新能源電源各種類型的實(shí)際情況基礎(chǔ)上，進(jìn)行針對(duì)性地構(gòu)建不同類型的新能源電源等值模型。在了解和掌握新能源電源等值的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)的受控電源電流模型，因?yàn)樾履茉吹碾娏髦蹬c接入節(jié)點(diǎn)電壓之間存在著緊密的聯(lián)系，兩者之間的故障問題并不能用統(tǒng)一解析表達(dá)式將它們的數(shù)據(jù)求解出來［3］。在三相對(duì)稱電網(wǎng)上（如圖3所示），可以有效地應(yīng)用對(duì)稱分量法以及接點(diǎn)電壓方式，使得相關(guān)的工作人員可以有效開展對(duì)電網(wǎng)電源短路電流以及電壓的計(jì)算工作。而對(duì)于一些不是特別平衡的且規(guī)模較大的三相配電網(wǎng)來說，相關(guān)的工作人員需要采用向量分析方式對(duì)短路電流跟電壓的故障問題進(jìn)行科學(xué)合理的分析和計(jì)算，更需要其在開展繼電保護(hù)的過程中，在有效結(jié)合新能源電源接入類型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建具有針對(duì)性的故障計(jì)算模型，這樣的方式在很大程度上有效滿足了電網(wǎng)短路的計(jì)算工作需求以及電網(wǎng)繼電保護(hù)關(guān)鍵問題的需求。

圖3 含不同類型新能源電源接入的對(duì)稱電網(wǎng)示意圖

2.3 新能源接入后電網(wǎng)繼電保護(hù)性能的系統(tǒng)評(píng)估

將新能源電場(chǎng)有效且集中地接入到電網(wǎng)中，其特有的復(fù)雜故障電流特性以及間接性的運(yùn)行模式，在很大程度上對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)繼電運(yùn)行過程中對(duì)其保護(hù)性能產(chǎn)生較大的影響，更重要的是也會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過程中的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性等造成非常嚴(yán)重的影響，非常不利于人們生產(chǎn)生活的正常進(jìn)行。因此，相關(guān)工作人員要充分地針對(duì)新能源電源的情況，在電源集中接入后對(duì)各種組件之間的距離進(jìn)行有效的保護(hù)、選相元件以及電源電流的保護(hù)等各個(gè)方面的基礎(chǔ)上，開展科學(xué)合理的電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)全面評(píng)估工作以及分析工作，進(jìn)而在一定程度上有效地保障短路電流的計(jì)算誤差被控制在合理的范圍之內(nèi)，有效地提升電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的評(píng)估效果以及工作質(zhì)量［4］。并在此基礎(chǔ)上對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)采取有效地措施，以此有效地提升我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國(guó)能源緊缺問題的日益加重，將新能源電源接入到配電網(wǎng)中是一個(gè)有效地應(yīng)對(duì)方法，也對(duì)我國(guó)在電網(wǎng)繼電保護(hù)工作方面提出了更高的要求。對(duì)于將新能源接入而對(duì)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)工作產(chǎn)生的不利影響，相關(guān)部門以及相關(guān)技術(shù)工作人員要積極采取有效地應(yīng)對(duì)措施予以解決，以此保障將新能源規(guī)模化接入傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)后，能夠使其具有良好的運(yùn)行狀態(tài)，以此為人們的生產(chǎn)生活提供正常的用電需求。