摘要：随着人类社会的发展，能源紧缺已成为人类不可忽视的一个重要性问题。当前电网多以集中式大电网方式存在，但这种形式的电网无法及时的跟踪网络中负荷的变化情况，将分布式电源和大电网结合起来是一种提高系统安全性和灵活性的行之有效的方法。但分布式电源的引入使得原本简单的单一供电系统变成复杂的多电源供电系统，改变了网络的潮流分布和发生故障时流过故障点的短路电流和短路电压，这些都对原有的继电保护和自动装置产生不利的影响。
关键词：风力发电；微机继电保护；应用
引言
继电保护作为电网安全稳定运行的基本保障,能够自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中隔离,保证电能传输的高效稳定。然而,大规模风电集中式接入电网后的故障暂态特性与传统电网的故障暂态特性存在明显的差异,继电保护在有大规模风电场接入的电网中所面临的故障特征发生了显著的变化,基于常规电力系统故障特征的继电保护动作性能受到严重考验。大规模风电场送出线路一般为110kV及以上电压等级输电线路,采用常规的高压/超高压输电线路保护配置,没有考虑风电接入的影响,这将导致传统继电保护装置可能无法保证快速、可靠地动作。
1风力发电场对保护的影响分析
风力发电接入系统后，使传统的简单的单电源网络变成了一个复杂的多电源网络，同时风力发电场接入系统的位置及接入容量也会对系统中的潮流分布和故障时流过相关线路的短路电流的大小、方向和分布产生一定影响。原系统中的保护设备之间已经建立的相互配合关系有可能被打破，从而使保护设备的选择性、灵敏性、速动性和可靠性无法满足要求。且随着风力发电场的容量和接入位置的不同，对系统不同保护的影响也不同，根据不同的配电网等级需要配备不同的保护类型，10kV配电网馈线上通常安装传统的三段式电流保护，110kV高压配电网一般配置三段式距离保护和零序三段保护。
2风电场对距离保护的影响
2.1距离保护的整定及校验
由于电流保护的灵敏性直接受电网运行方式的影响，在35kV及以上电压等级的复杂网络中很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障的要求，因此，必须采用性能更完善的距离保护。距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（或阻抗），并根据距离远近而确定动作时间的一种保护装置。系统正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗，数值较大，保护不动作；当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，保护以很短的时限动作切除故障；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，保护动作时间增长。
2.2风力发电场接入后的影响
由于距离保护主要是以线路或变压器的阻抗作为整定的参变量，风力发电场接入系统后主要影响系统的短路阻抗和短路电流，对线路和变压器的阻抗大小并无影响，所以部分线路的相间距离保护和接地距离保护并未受到分布式电源接入的影响。但由于风力发电场的接入，影响了整个系统的短路阻抗和短路电流，使得在整定过程中涉及到分支系数的线路受到了影响，因而必须重新整定。
3配电网现有保护配置
我国目前配电网主要是单电源发散状的结构，电流和功率都是单方向的，传统的配电网保护没有加装方向保护元件，结构比较简单。通常情况下，在我国10kV的配电网系统中，中性点可以不接地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要是因为通过故障分析得出，发生单相接地故障时（发生几率最大），电力系统中的线电压仍然是三相对称的，不影响一般用电设备的正常使用，而且流过故障点的电流一般不大，不会产生较大的电弧，可以自行熄灭，不会对电力系统的正常运行造成巨大危害，因此一般不会立即操作断路器断开，按照规定可以保持持续运行1到2小时，从而有充足的时间判断故障位置和故障情况，采取相应的解决措施。目前我国传统的配电网上保护配置主要有三种：基于保护装置上流过的故障电流大小和相位而动作的电流保护；基于馈线上短路点与保护安装处阻抗的大小而动作的距离保护；基于配电网上被保护线路两侧的电气量不同而动作的纵联差动保护，它们有各自的优势与不足。电流保护是反映输电线路上电流增大，当故障电流数值超过保护装置的整定值时，控制相应的断路器动作，从而切除故障的一种保护装置。优势：装置简单，灵活，节约经济，使用方便。存在的问题：电流保护受系统运行方式的影响较大，因为电流速断保护的整定值是按系统最大运行方式下，线路受到最严重故障来考虑整定值，而实际中一般很少会出现这种情况，因此这种保护策略不是最佳的，如果在线路上出现的是最不严重的短路情况时，我们拿这个整定值作为启动电流的话，保护有可能会失效或者性能变差。纵联差动保护纵联差动保护至少需要两个保护装置，它们分别位于要保护线路的两侧，配电网馈线上发生短路故障时，两个保护装置中测量到的电气量信息通过其他技术相互传递，经过两侧信息量的比较后，可以判断故障的发生位置，使位于被保护线路内侧还是外面，然后才可以确定是否动作。优势：和前面两种保护装置相比较，装置的灵敏度更高，识别故障位置更准确，具有前面两种保护配置望尘莫及的可以实现全线速动这一亮点，而且纵差保护能够躲过系统运行状态变化的影响，电力系统发生震荡时也不会对这种保护造成影响，因为两侧信息量对比后可以消除这些由于系统震荡产生的附加电气量。因为有这么多普通保护装置没办法实现的优点，所以纵差保护一般应用到对保护配置要求较高的配电网线路中。
4电流速断保护
电流速断保护意在快速切除短路故障，保护电力系统安全运行与控制，它只判断流过保护装置的电流数值是否超过事先设置好的整定值，如果超过则立刻动作的电流保护，没有延时设置。我国对配电网保护的基本要求是，要保证在配电网馈线上发生短路故障时，线路上的保护装置能灵敏的发现并切除故障，为了保护配电网整体的稳定性和配电网其他非故障馈线上的用户负载正常用电。配电网继电保护的基本要求之一就是速动性，瞬时电流速断保护最佳的满足了这一要求，当保护装置测得的电流值超过保护装置设定的初始值后，速断保护装置可以立即响应，控制断路器进行跳闸操作，从而保证最大限度的减少故障对配电网造成的危害。当故障发生在下条线路的出口处时，瞬时电流速断保护必须可靠不动作，因为在整定计算时，将电流速断保护定值设置为躲过线路末端发生短路故障，这样做是为了保证各段保护之间能够相互配合。因此一般我们这样设置速断保护的定值，它必须保证下条馈线出口处短路时出现的故障电流（和本线路末端故障时的电流大小几乎相同）数值小于其设置的整定值，即保护不会动作。
结语
风力发电场升压站运行维护人员需要长期居住，并且一般周边环境比较恶劣。因此，升压站不仅要满足生产要求，还有必要的生活设施，满足人员的日常生活需求。在站址选择时应当适当从人性化方面考虑，给升压站运行维护人员带来生活上的便利。
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论文作者:牛明飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
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