摘要：本文围绕着双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响进行总结，并提出了其中的原理和内容，结合相关的继电保护的需求和原则，分析了一些需要关注的地方，希望能够为今后的相关工作提供参考。
关键词：双馈风电场并网；继电保护；影响；措施
前言
在双馈风电场的并网过程中，必须要考虑到其对送出线路继电保护的影响，明确双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响是为了更好的提高其运行的效率，因此，有必要对其进行深入分析和总结。
1、风电场并网的研究概述
随着全球能源消耗速度的不断增加，人类对于能源的需求与日俱增。而传统能源，诸如煤炭、石油、天然气等的储量有限，再加上传统能源的大量消耗造成了严重的环境污染，对可再生以及干净环保能源的开发利用已成为一件迫在眉睫的事情。而风力发电由于技术上日趋成熟，商业化运用能力不断提高，在众多可再生的绿色能源中脱颖而出。但是在风能发电并入现行的电力系统时，因其具有很大的随机性和波动性，对电力系统的稳定性以及安全运行产生了让重大的影响。
由于风电场机组容量的逐年加大，大规模的风电接入对电力系统的电能质量产生了极大的影响，所以近年来，人们一直关注风力发电机的并网特性，早些时候对风电场的研究只是局限于特性的各种计算方式，或者是对风电场的稳定性进行研究，而对于风电场对电网继电保护方面的作用及短路期间，由于故障导致风电机所提供电流的特性没有进行研究。
同时这种影响是随着风力发电容量的不断增加而愈发明显。这就要求我们不断加深对风电场并网对电力系统的影响研究，对风电并网产生的电压不稳定、电网频率不稳定等问题进行探究，以进一步提高风电并网后，电力系统运行的稳定性与安全性。
风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护作用明显，首先，风轮机塔的底面部分装有铠装的断路器，这个断路器是用来保护发电机和下垂电缆的；其次，从风力发电机组的箱变到塔基的变流器控制柜是用电缆进行连接的，用断路器或保险丝做变压器可以进行侧电缆保护；再次，对变压器及其周围区域进行保护，这时要考虑变压器的激磁浪涌电流问题，在检测故障时要灵活机动，一旦出现问题灵活处理。另外；当低压端出现故障导致电流较小时，如果保险丝不能有效的切除，可以考虑由分断开关进行切断。大多数风力发电机为异步发电机，在发出有功功率的同时还需要从电网系统系统吸收无功功率。而风电场对这部分无功功率是导致电网电压稳定性下降的主要原因，当风电场的发电容量较大时，这部分无功功率就会增大，相应的电网对风电场的控制作用就越小，电网电压的稳定性也越低，而电网电压的稳定性又包括静态电压稳定和暂态电压稳定。
2、风电场对电网继电的保护
2.1当风速发生变化时可允许短时电动机运行
风电具有间隙性，它与常规的配电网保护是完全不同的，风电场中的一部分元件通过的是双向潮流，而且风电发电机在有风的时候与电网是联系的，一旦风电场的风速在启动风速的附近发生变化时，会允许电动机进行短时运行，这是为了防止由于频繁的切换风电场的发动机组而导致接触器发生故障，在这一过程中需要注意的是：由于风速变化会改变风电场发动机的潮流系统方向，此时会容易引起保护装置的错误动作，这点需要工作人员注意。
2.2限流电抗，短路电流无法送达出去
固定转速的异步发电机在进行并网运行发生短路故障的时候，风电场的电机各相电流会发生冲突，这时各相电流的冲突焦点会按照设备提前设定的指定规律进行有规律的衰减，直到衰减的结果为零。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆导致这种情况发生的原因是因为，一般固定的转速风电机采用的是最普通的感应电机，而这种最普通的感应电机中的转子模型只会考虑最根本的励磁支路，不会考虑其它。一般这种普通感应电机的短路电流是由两种初值来决定的，这两种初值包括定子的暂时电抗状态和定子绕组时候的非周期电流初值，先后的依次顺序为：定子的暂时电抗状态会由定子绕组的时间常数来决定，决定的数值也会按照设备一开始设定好的规律进行有规律衰减，当然短路电流的转动频率是由转子的转速来决定的。
2.3双馈风力发电机提供的短路电流量很大
上述讲的是异步发电机的各相电流的特性，但是与上述普通的异步发电机短路特性不同，双馈风电机组的并网运行特性与定速风电机组的短路电流特性有很大的不同，当在发生短路故障的时候，各项电流发生冲突的焦点会按照设备原有设定的规律进行衰减，直到衰减的结果为零或者是衰减到稳定的短路电流状态，并且会在这个状态下持续运行。我们从双馈发电机的变速风电机组模型中可以看出，双馈电机的转子也只会考虑励磁支路，所以它的短路电流初值与上文初值界定是一样的，都是由定子的暂时电抗状态和定子绕组时候的非周期电流初值决定的，它的指数衰减规律，先后的依次顺序也为：定子的暂时电抗状态会由定子绕组的时间常数来决定，决定的数值也会按照设备一开始设定好的规律进行有规律衰减。
2.4要根据有限的故障电流来识别故障
通过大量的研究发现，风电场的电流发生故障主要由于电流是由公用的电网提供的，所以说，我们现阶段研究的重点就是根据有限的故障电流来进行故障的识别、排查和检修。另外，通过对双馈风力发电机仿真系统进行模拟发现，风电场对电网继电保护的特性会随着故障点的不同和电网故障类型的不同而变化，所以说风电场对继电的保护不是一成不变的，如果风电场的电流保护长久不变，会严重影响对风电场的保护作用和可靠保障性，时间一长不仅不会起到保护作用还会起到破坏作用。因此，对于风电场电网的继电保护应该要适时、适度、适量，要根据电流短路的状态、发生故障的类型来设定恒定的保护数值。
3、对电网继电保护装置的影响
风电场并网带来的逆向潮流，会引起电力保护系统的功能紊乱，而且当电力系统发生故障时，风电机提供的故障电流十分有限，不能引起继电保护装置启动，就会影响现有的配电网的保护装置的正常运行。而当一定规模的风电场接入电网系统时，就会改变配电网的短路电路分布。这种短路电流的改变将会对继电保护器的灵敏度和保护范围产生影响。
当风力发电机距线路末端的某处时，如果恰好在线路的末端发生了短路故障，那么在另一处检测到的故障电流值将偏小。一旦出现故障产生的短路故障电流偏小很可能在另一处处的机电保护器就检测不到故障电流，不但降低了机继电保护器的灵敏度，设置使继电保护器的出现了短暂的“失效”。而且在某些区段，存在速断保护死区，也就是说，当风电场并网点位于这段区域，就会导致线路故障无法排除。而在不改变现有保护系统的基础上，只能采用后备的过流保护设施来排除故障，这无疑削弱了继电保护器的自动性，增加了线路故障对电网的影响。但是如果继电保护器的保护动作大于5个周波，那么就可以不考虑风电短路电流对整个系统电流保护的影响，因为风电短路电流衰减的很快，机电保护装置已经来不及对电力系统进行保护了。
4、结束语
综上所述，本文总结了双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响的几个方面，并针对这些影响进行了研究和分析，希望能够为今后的双馈风电场并网工作提供参考。
参考文献：
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论文作者:谢冰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
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