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摘要：随着我国新能源技术的不断发展，风电已成为现阶段我国清洁可再生能源的代表，推动了我国环保事业的发展。相较于其他发电措施，风力发电的使用不受地形等因素的影响，仅需安装在风力充足的地带。风力发电因其工期短、见效快等特点，在我国得到了广泛应用，风电输入供电电网中的电能量（电网中接入的风电机组容量）也逐步提升。风力发电的过程中主要使用大量风轮（风力）发电机发电，通过风力发电产生可再生能源以外（利用可再生能源生产电能），也会对电网系统产生影响，表现为风力发电对电网电能质量与继电保护的影响。本文针对风力发电对电网继电保护产生的影响进行分析研究。
关键词：风电接入；电网；继电保护；影响
引言
随着我国科学技术的飞速发展，各行各业在工作技术层面都有了一个质的飞升，风电事业中风电装机技术也随之不断成熟。但是受很多因素的影响，比如说技术层面的影响、人为因素的影响等，我国存在多起风机脱网事故，发电机组因此不能正常运行，给我国的风电事业带来了很大的损失，严重地阻碍了我国国民经济的发展。通过对我国的多起风机脱网事故的了解，本文将对风电接入的特点以及继电保护装备进行分析，列出风电接入对继电保护的几点影响，并据此总结几点建议，以提高发电机组的安全性和稳定性。
1故障特性及继电保护
1.1故障特性
继电保护是基于系统故障特征分析与设计得来的。风电机组与风电场的故障分析是其中的重要环节，同步发电机电源与三项对称系统是传统意义上继电保护的基础内容。传统意义上的继电保护系统存在一定的缺点，系统发生问题前后，同步发电机的运行数据与状态并不会发生变化。而现阶段使用的异步发电机由风电机组组成（而现阶段的风电机组多使用异步发电机），相较于传统意义上的同步发电机，系统故障的出现是由于自身结构引起的。当系统中出现短路时，传统的异步发电机短时间内会出现大电流，然后迅速衰减为零，该过程持续时间较短，并不能为系统提供短路电流。双馈式发电机相较于传统的异步发电机，可为短路系统提供短路电流，同时其电流衰减时间较长。
1.2继电保护
（1）励磁结构的缺失。现阶段，大多数风力发电厂常用的机型为鼠笼型异步电机，该电机无励磁结构，当系统出现短路时，电流衰减较快，无法为短路系统提供短路电流。（2）选项装置电流小动作率较低。不接地系统不易保障系统安全，当系统出现安全故障时，不利于故障的解除。不接地故障线路与电路电容电流较小，很大程度上会导致风电场系统故障难以排除。（3）波动性并网灵敏度较低。由于受到控制系统等多种因素的影响，风电网络系统并网后，难以满足电力系统中对灵敏度的要求，系统结构中选项单元与距离受到影响，进而产生继电保护问题。当系统接入风电后，升压变压器由于接地产生变化，进而使零序网络随之变化，最终降低零序网络的灵敏度。（4）当风电场并网联络线断开后，其中的自动重合闸难以闭合。现阶段，我国普遍使用的检同期方式对系统的稳定性要求较高，网络线断开，很大程度上会影响风机的转动，进而影响检同期的成功率，使得重合闸无法闭合，进而产生风机脱网的故障。（5）剧动常态化。由于设备缺少弱馈保护，进而很大程度上减弱了并联网点联络线的保护性，使系统出现部分剧动。
2风电并网的主要方式
2.1分布式接入
分布式接入可将风电机组接入到就近配电网络内部的负荷中心，这是出现的最早的一种传统的并网方式。分布式接入经常被运用于风电场容量比较小的场合。目前，丹麦超过80%的风电都是在20kV以下的配电网内部进行接入的。而德国超过70%的配电网络都是在110kV规模以下的电网中接入的。
2.2集中式接入
集中式接入也在电网发展的过程中发挥着重要的作用。距离较远的高电压都会直接被并入高压输电网内部。目前，我国的风能资源主要集中在包括新疆、内蒙古和青藏高原等偏远的西部地区和北部地区。不仅风能资源本身的用电负荷分布非常不平衡，且多数区域将会承受较小的电力负荷，并有较小的消纳能力。在实际操作的过程中，采用“大规模、高集中、高电压、远距离”的发展模式才能将较大规模的风能集中在长距离的电网远距离运输的过程中。数百台的风力发电机有效地分布在大型的风场内部，其装机容量可有数百兆之多。在规划风场的过程中，需同时将风场内部风力发电机本身的布局、单台风力发电机的容量和内部地形等因素有效地考虑在内。并将7台左右的风力发电机组合成一组，风场内部输出的电能就会直接经过风场输送到风电场的低压母线内部。
3风电接入的具体措施
在继电保护过程中，要想保证某些规模比较大的风电接入具有一定的安全性能和较强的适应性能，就要仔细全面地思考与风电接入相关的电网分析、电网设计以及电网运行等各种问题，并且还需要遵循风电场的一些固有原则，比如：集电系统的接线方式、集电系统的保护配置等。同时，工作人员还应该做到团结协作，积极配合风电机组对继电进行保护。因为这将是风电接入很重要的一个步骤，必须要重视起来。
3.1使用集电系统接地的方法
一般来说，在特定的风电场运行线路里，利用集电系统接地的方法相对来说会更安全一点。由于风电场的功率密度比较低，况且风电场的发电出力时间很短。比如说，在一个风电场里，一条35kV的集电路线的有功潮流会比10MW小一点。简而言之，这样做不但有利于使用者在操作时更加便利，而且也有利于保护电网的安全运行，最重要的是它可以解决一些传统配电系统不能解决的问题。因此，为了减少集电系统出现的一些问题，所以应该在风电场使用这种集电系统接地的方法，然后再相应地配备一个继电保护装置来保护它。在必要的时候还应该安装一些接地选线装置来确保出现故障时及时切除它，让风电组的操作方式更加灵活，也更加方便。
3.2延长故障穿越时间
从有经验的人士探讨得出的结果来看，根据电源的某些特点和输电保护装置，他们发现，对于风电组来说，并网线路的重合闸的作用还是很大的。然而传统的一些重合方案已然很难再适应现代的风电事业的发展，这样传统的重合方案必将被淘汰，那么就需要对永久故障的重合闸原理进行重新研究了。例如：电场并网中使用的330kV线路发生了故障，要是该电场具有LVRT这样的功能，那出现不一样的故障电压就会有差异。一般来说，如果电压小于20%的额定电压时，风电机组的有关装置就会检测到，然后相关设备会全部跳闸，这种装置配备相比之下就更具安全性。对于我国目前这些大规模的电网发展情况来看，因为多次被零电压超越，而且相间的故障穿越持续时间会比一百ms更小。如此看来，在电网系统运行的过程中，就可以根据这个情况将它持续的时间加长，这样对风机的考验也会比额定电压持续的时间短一点，这样一来就增加了故障穿越的持续时间，使风电接入更加可靠。
结语
随着我国经济的不断繁荣发展，人们环保意识逐渐增强，而风力发电可在一定程度上满足社会对清洁能源的需求。但由于风力发电过程中，受到较多不定因素的影响，风力发电系统仍需不断改善，以满足社会对风电系统故障控制的要求。风电场想要运营良好，与规划、设计以及运行和维护都是分不开的，首先要制定完善的实施方案，保证风电机组能够稳定安全地运行，提高风电接入的稳定性、灵敏度以及安全性，才能做到防患于未然，减少安全事故的发生，同时也能减少资源的浪费。
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