摘要：当前，的能源和环境的问题成为了世界性的难题，风能具有的清洁特点和可再生的特点受到了越来越多的关注。随着科技的发展与进步，风力发电的技术也越来越成熟，风电场容量的逐步提升也导致一系列问题的出现，如果风电场出现故障问题，就会对电力系统中的继电保护带来不利影响。
关键词：风力发电；短路故障；特征分析；
风力发电系统的有效运转对有效保证电力资源供应十分重要，因此，对风力发电系统的短路故障进行完整的分析，并对相关特征进行保护措施的制定，对于提升风力系统的故障处理质量，确保电力资源的合理有效供应，具有十分重要的意义。
1 构建风力发电系统结构模型
1.1直趋风力发电结构分析。首先，要对具备直趋发电特点的风力发电结构进行结构特征研究，以便后续的建模工作可以更好的适应直趋同步发电技术的应用要求。要结合风力发电硬件资源的应用要求，对全部的发电机种类特点加以研究，使发电机的故障条件能够更好的凭借故障的特点加以应对，提升风力发电体系的运行总质量，并保证电力系统能够更好的适应仿真体系的技术控制要求。要加强对风力发电体系故障特点的关注，切实保证所有的风力发电模型都可以借助风速研究结论进行发电机模式的设置，使风力发电的控制系统能够适应双馈发电机系统的运行要求。
1.2双馈风力发电结构分析。首先，要对风力发电系统的全部技术性要素进行科学的整合，使建模工作可以有效的利用风力发电系统的优势进行双馈风力发电模型的设计，保证所有的发电机组都能适应转子的应用要求。除此之外，要对系统运行过程中的能量馈送体系实施完整的设计，并保证电力资源可以有效的通过网络结构进行传输，以便风力发电系统的双馈风力发电结构能够适应电力资源的生发速度变化要求。在完成了基础性的电力资源能量馈送之后，必须加强对双馈发电机当前发电结构的关注，以便双馈发电系统可以凭借恒频的优势，对变速状态下的能量馈送体系进行处置，提升变频技术应用过程中的发电系统质量，并保证所有的风能控制系统都能适应发电机系统的技术应用要求。风能跟踪系统的应用必须与双馈发电机保持一致，以便发电机的系统构成特点可以适应风力机箱的技术应用要求，为双馈系统中齿轮机的应用创造良好的条件。
2 风力系统发电故障分析
2.1直趋风力系统仿真分析。故障特征的分析是保证风力发电机结构特点得到合理控制的关键，因此，要使用同步直趋形式的发电机设备，对当前的仿真软件进行了直趋模式的构建，使得风力系统可以更好的适应风速模型的研究要求，提高风力机模型的设计研究质量，并保证全部的控制系统都可以在模型联络业务的运行过程中得到合理处置，提升全功率控制体系的运行质量，并保证全部的短路问题都能的故障分析的过程中得到合理判断。要按照联络线的应用要求，对发电机实施全功率状态下的发电机配置特点分析，保证短路状态下的故障研究体系可以适应双馈发电机的故障分析要求，以便仿真系统可以在双馈风力发电体系运行的过程中，更好的适应故障因素的配置分析研究，并使各项故障特征的分析研究工作都能的发电机运行模式较为稳定的状态下实现故障的有效处置。保护系统的工作必须完整的适应故障分析体系的运行特点，使故障的分析和处置能够在联络线等硬件设备稳定运行的情况下进行推进，并保证全部具备高电压特点的集电线资源能够在故障处理的过程中对故障特点实施完整的分析，以便集电线可以凭借故障特点的研究要求进行集电线系统的性能分析，提升系统短路状态下的风力发电系统运行质量。
2.2双馈风力系统仿真分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应用恒频技术的过程中，必须在变速系统正常运行的情况下进行发电机调速技术的应用，以便发电机可以凭借风力资源的优势更好的应用风能跟踪系统实施故障原因的分析，保证双馈发电机可以更好的按照电力资源生发的体制特点进行技术处置。要对双馈风力发电系统中的各类硬件资源进行有效的整合，并对风力发电机箱和异步机等设置进行交变电流的监测，使短路故障可以更大程度上实现故障因素的排除。
3 短路故障的安全保护对策
3.1安全电器的参数整定与优化选型。风电机组电气安全保护设计的主要内容是安全电器保护参数的计算整定及其优化选型，确保将机组工作参数限定在电气安全边界以内，以避免电气火灾等极端事故的发生。（1）断路器整定值优化。由于断路器实际发生断路的短路电流值受多个因素影响，断路器短路电流整定值需要在上述理论计算的基础上根据实际情况进行可靠性折算。优化时要充分考虑机组实际的电路结构、风电场最小短路容量、风电机组到风电场输电线路最大长度及其等效阻抗、电网电压最低波动值、相邻两台机组同一时刻发生短路导致电网电压进一步降低、最高运行温度下导体阻抗的变化、断路器最大误差及实际算法等因素的影响。（2）高压侧熔断器优化选型。智能断路器是复杂的机械电子装置，在使用周期内虽然具有很高的可靠性，但仍有失效而拒动的情况发生。当断路器失效而拒动时，电气系统则失去安全保护，此时由高压侧熔断器执行后备保护。高压侧熔断器的选型不同于低压侧熔断器，风电机组正常运行和短路工况也不同于常规异步电机，应在低压侧短路计算的基础上结合高压侧熔断器的具体性能合理选型，确保其确实能够达到后备保护的要求。高压侧熔断器是一种部分保护范围熔断器，最小熔断电流与额定电流相差较大，当故障电流未达到最小熔断电流时，熔断器的熔断时间将会很长或不能正常熔断，甚至导致其自身爆炸，不能按预期执行后备保护。
3.2增加无保护区域的辅助保护措施。在保护区域内，由相应安全电器执行保护；在无保护区域内，有限的空间距离可能导致机舱罩或泄露的油脂被引燃。高压侧后备保护在时间上的延迟导致电弧短路能量急剧增加，可能破坏阻燃层，引起材料持续燃烧，使短路危害范围扩大。
3.3加强对安全电器的运行维护。熔断器是静止部件，动作特性遵循物理规则，在正确选型的前提下，通常认为熔断器的保护性能为100%，但仍需定期对熔断器进行目视检查，以确认电气连接紧固、熔断器无积尘、无异物进入，确保其工作环境的正常。智能断路器是由电子和机械部件组成的复杂机电装置，虽然具有高的可靠性，但仍然存在一定的失效概率，断路器失效时会失去电气保护功能。
4 关于风电接入对保护的影响分析
如果发电机出现故障情况，将在某种程度上出现对使用的保护产生影响，进而可能会造成保护的误动。（1）如果接入风电，一般不会对全量的距离元件产生作用，由于被测的系统阻抗不够稳定，因此对故障的分量距离元件会产生影响。如果出现区外故障情况，动作区可能出现保护动作，进而出现误动情况。（2）方向元件，分为功率方向和故障分量的方向两种。如果接入风电，通常不会对功率方向的元件产生影响，由于背侧系统的阻抗稳定性不足，因此会对故障分量方向的元件产生一定的影响。再次是选相元件，主要包括有序的分量选相元件和突变的量选相元件两种。在接入风电时，分相差动的选相元件和全量距离的选相元件一般不会受到影响。序分量的选相元件和突变量的选相元件会由于不稳定性而受到影响。最后是差动保护元件。包括两种方式，即时域的算法和频域的算法。在接入风电时，差动保护元件一般不受影响，这样也保证可以正常准确进行保护动作。
对风力发电系统实施短路故障的分析，并制定相关优化策略，能够很大程度上提升风力发电系统的运行质量，并保证系统的各项故障都能在研究的过程中得到优化处理，保证电力资源的长期有效供应。
参考文献：
[1]徐平.风电场联络线短路电流特性的研究.2017.
[2]沈艳帆.风力发电系统故障诊断方法综述.2017.
论文作者:张洪星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：系统论文; 风力发电论文; 故障论文; 发电机论文; 熔断器论文; 元件论文; 断路器论文; 《电力设备》2018年第16期论文;