宏琦旋膜式除氧器大规模风电接入输电网的继电保护问题

   随着风电电源在电网中所占比例的增大，大规模风电基地通过专用线路长距离输送风能已经成不可改变的现实。对于大容量，具有随机间歇特征的风电，不可能再忽略其对输电网继电保护的影响。近年来，国内外也有文献开始关注并探讨这一问题，综述如下。讨论了风电接入后110kV电网继电保护和安全自动装置所受到的影响：风电电源接入后，由于升压变压器的接地，系统零序网络发生变化，联络线零序保护的灵敏度下降;并网联络线的自动重合闸功能将受到挑战，这主要是由于目前采用的检同期重合方式需要风电电源在并网点具有稳定性，而大规模风电场在联络线跳开后风机会进入动态过程，不能保证检同期成功，从而可能导致重合失败，最终造成风电脱网;由于风电场向电网馈出持续短路电流的能力差，除非装设专门的弱馈保护，否则并网点联络线保护性能差，拒动将成为常态。

   研究了风电场接入高压电网后的继电保护配置方案。通过对人工短路试验数据的分析，指出在故障切除前，风电场以类似于异步电机的方式提供短路电流，这与前述文献的结论一致。因此对电网也言，风电场接入对快速动作的主保护有影响。析了异步发电机对并网联络线距离III 段保护动作特性的影响，指出根据保护安装处的电压和电流计算得到的异步发电机阻抗特性为负电阻和正电抗特性，由此在阻抗平面上其轨迹可能落入第2 象限从而降低了距离III段保护的动作裕度。针对我国西北大规模风电基地输送采用可控串补和可控电抗器的实际，提出一种考虑风电波动性的基于综合阻抗的输电线路纵联保护新原理，仿真结果表明该原理具有较好的性能和对风电送出联络线保护的适用性。提出一种大规模风电场并网联络线距离保护的自适应整定方法，根据测量电压、电流以及风电场开机情况，自适应地调整距离保护的整定值，从而消除风电场输出功率的波动性对并网联络线距离保护的影响。

   由以上分析可知，作为一种特殊的电源形式，风电对输电网继电保护具有一定的负面影响，或者说，传统的继电保护原理并非都能够适应风电的接入，因此有必要对风电接入后的继电保护问题进行研究。

   与风电场内部集电线保护不同，作为高压电网的联络线保护必须将风电场作为一个整体来考虑。继电保护工作者希望得到一个理想电源与系统阻抗的经典串联模型来等效风电场。但是风电场内机组和机群在空间上的分布性质，在类型上的差异，都使得这样的模型不易获得。目前对于风电场的等值，其目的都不是进行继电保护的整定和性能校验，因此对继电保护来说最重要的电磁暂态过程被广泛忽略，并不能够直接应用于继电保护。面向继电保护的风电场等值，是一个非常值得研究的方向。

二、结论及展望

   随着大规模风电基地在我国东北、华北以及西北的建设，未来的中国电网中风电电源的比例将会进一步上升。从目前的研究现状看，对于大规模风电对继电保护的影响在国内外并没有一个统一的看法，相关的研究工作也未系统地展开。笔者认为，需要从以下几个方面来展开研究工作。