對(duì)電網(wǎng)保護(hù)影響的研究

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1前言

我國(guó)已經(jīng)成為全球風(fēng)力發(fā)電發(fā)展最快，規(guī)模最大的市場(chǎng)，隨著國(guó)家對(duì)新能源發(fā)展的鼓勵(lì)，最近幾年風(fēng)電以驚人的速度發(fā)展，風(fēng)電在我國(guó)有了前所未的發(fā)展，國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)也在逐年增加，風(fēng)電裝機(jī)容量在我國(guó)已經(jīng)成為除火電、水電、核電之外最大的發(fā)電裝機(jī)，截止2016年底，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)23000MW，占全球新增裝機(jī)的40%，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，響應(yīng)節(jié)能減排，未來(lái)清潔能源的發(fā)展必將上一個(gè)新的臺(tái)階，而風(fēng)電的發(fā)展在清潔能源中占了舉足輕重的位置，目前國(guó)內(nèi)的風(fēng)電主要以陸上風(fēng)電為主，陸上風(fēng)電主要集中在東北、華北及西北地區(qū)，風(fēng)電作為新興的清潔能源雖然在環(huán)保節(jié)能減排中起到了很大作用，但風(fēng)電屬于不穩(wěn)定電源，風(fēng)力發(fā)電具有季節(jié)性和地域性，風(fēng)力發(fā)電存在很大的不穩(wěn)定性，風(fēng)電無(wú)法像火電那樣參與調(diào)風(fēng)，愛(ài)自然天氣影響很大，隨著風(fēng)電接入電網(wǎng)裝機(jī)的加大，進(jìn)而風(fēng)電場(chǎng)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性越來(lái)越明顯。本次講述了風(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)電網(wǎng)保護(hù)影響的網(wǎng)絡(luò)原則，針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題，提出了一些解決方案實(shí)。

2正文

2.1電力系統(tǒng)中電網(wǎng)保護(hù)配備方式

我們電網(wǎng)配電系統(tǒng)主要采用傳統(tǒng)的3段式電流保護(hù)方式，即定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和電流速斷保護(hù)。這3種電流保護(hù)方式通用性強(qiáng)，在故障發(fā)生后能很夠準(zhǔn)確切斷故障起到很好的保護(hù)作用的。在風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)后，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單電流保護(hù)的局限性不能做到精準(zhǔn)的切斷切斷故障，進(jìn)而給電網(wǎng)造成安全隱患。（1）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。該保護(hù)與電流強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，動(dòng)作時(shí)間固定，配備有定時(shí)限保護(hù)裝置，為確保該保護(hù)的動(dòng)作不是隨機(jī)性的，通過(guò)對(duì)比相鄰保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，設(shè)定的此保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要高于該對(duì)比的時(shí)限，從面形成了此保護(hù)的固定時(shí)限，并能很好的起到對(duì)電力系統(tǒng)中電網(wǎng)整條線路的保護(hù)。（2）電流速斷保護(hù)。在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，當(dāng)電流超過(guò)裝置原有的設(shè)定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，切除故障。電流速斷保護(hù)是一種不帶時(shí)限的保護(hù)，因其不具有時(shí)間性，在保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，保護(hù)動(dòng)作迅速，能很快的切除故障，但會(huì)產(chǎn)生保護(hù)的死角，進(jìn)而不能保護(hù)整條線路，為解決這個(gè)問(wèn)題，通常用電流速斷保護(hù)裝置中加裝時(shí)間繼電器進(jìn)而來(lái)保護(hù)整條線路安全。（3）限時(shí)電流速斷保護(hù)。這種保護(hù)具有一定延時(shí)功能，在任何情況下，這種保護(hù)會(huì)阻止電流快速切斷故障進(jìn)而整條線路長(zhǎng)度的安全，并且不會(huì)影響當(dāng)前線路1段的保護(hù)功能。

2.2風(fēng)電場(chǎng)接入地點(diǎn)和障礙位置對(duì)電力系統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

風(fēng)電場(chǎng)接入到電力系統(tǒng)電網(wǎng)中時(shí)，在最開始設(shè)定的操作中對(duì)跳閘的電流保護(hù)設(shè)置的4個(gè)基本規(guī)定所影響的范圍各不一樣，或都說(shuō)，不同的故障位置對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的繼電保護(hù)的范圍也各不相同。若風(fēng)電場(chǎng)接人電網(wǎng)位置接在電網(wǎng)饋線非末端母線c段，假定線路各點(diǎn)為abcd,保護(hù)分別為（1）、（2）、（3）假若該段上部分發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)（1）會(huì)動(dòng)作斷開故障位置，當(dāng)沒(méi)有風(fēng)電場(chǎng)接人的時(shí)候就斷開整條繞路。假若該段下部分發(fā)生故障時(shí)，（3）保護(hù)處的故障將被擴(kuò)大化，可能引起（3）保護(hù)和相鄰線路有傾向性的失去關(guān)聯(lián)系。以此類推（1）保護(hù)與（2）保護(hù)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。不僅如此，還會(huì)使得（2）保護(hù)的短路電流減小，進(jìn)而降低線路保護(hù)的靈敏度，假如減到一定程度時(shí)會(huì)使得電流速斷保護(hù)失靈。

2.3風(fēng)電場(chǎng)接入裝機(jī)大小對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響

對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，裝機(jī)容量大小發(fā)生變化時(shí)，如果這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的容量占整個(gè)電力系統(tǒng)中的份額很小時(shí)，那么這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)生的故障，導(dǎo)致不穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，不會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)造成太大的影響，不過(guò)很多時(shí)候我們都忽略了這種占比較小的容量的影響，但是隨著接入電力系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)的容量的增加，接入風(fēng)電容量占比很大時(shí)，那么整個(gè)電力系統(tǒng)就不能忽略風(fēng)電場(chǎng)自身繼電保護(hù)故障產(chǎn)生的電流對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，不同位置的保護(hù)點(diǎn)所產(chǎn)生的影響就會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生很大的反作用。

3結(jié)論

隨著近幾年風(fēng)力發(fā)電的迅猛發(fā)展，風(fēng)電在電網(wǎng)的占比也越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響也越來(lái)越大，風(fēng)電相對(duì)于傳統(tǒng)我火電對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，風(fēng)力發(fā)電具有隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，電網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)社會(huì)的影響是非常巨大的，尤其是繼電保護(hù)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，起到了至關(guān)重要的作用，風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的容量較大時(shí)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也起到了很關(guān)鍵的作用，如果有效的控制好風(fēng)電場(chǎng)的接入直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全，本文從風(fēng)電場(chǎng)接入位置和故障位置、接入容量及線路長(zhǎng)度等幾方面對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了論述，為后續(xù)風(fēng)電場(chǎng)的接入電網(wǎng)提供了參考。

作者：曾德江 單位：粵電集團(tuán)貴州有限公司