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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也逐步提升。鉴于此,本文主要分析基于风电场接入对电网保护的影响。
关键词:风电场;电网保护;影响
1、引言
本方案使用于通渭义岗二期风电场第一风电场10万千瓦项目110kV升压站工程110kVGIS线变串间隔,35kV进出线、SVG、接地变、PT等保护装置,变电站站用交、直流,公用部分,稳控、母差、录波等保护装置的校验。确保变电站所安装一、二次设备的二次电流、电压、控制、信号等回路满足变电站继电保护的相关要求,保证所有保护装置能正确反映一、二次设备的实际运行情况,能保证各项保护装置动作的准确性、灵敏性和可靠性。
2、我国风电接入概况
我国风电装机居于世界风电装机总量第一位,包括甘肃、内蒙古、河北和新疆等7个省市在内超过8个千万瓦级别的风电机构都已经通过了国家的审查,并随着时代的发展在不断地发展。从我国全部的风电装机容量统计的数据来看,这超过八千万千瓦的风电总装机容量就已经占据到了五分之四。
随着风力发电厂本身的容量变得越来越大,整个风电场都会对电网的运行产生重要的影响。越来越多的专家也开始重视研究风电系统内部的功率、电压和电能等其他多个方面的内容,最终也会对整个系统的稳定性有重要的影响。风电场接入系统内部的继电保护在使用的过程中还是会出现诸多的问题,必要时需要先分析内部存在的问题,并选择正确的设置方式。
3、基于风电场接入对电网保护的影响分析
3.1、对电网电压稳定性的影响
当风电场接入电力系统时,如果其风电场本身处于大规模的电场则需要考虑到风电场中的无功功率,其无功功率的需求较高,很容易出现电网电压不稳定性的情况,为此一定要考虑到其电压的稳定性,避免由于风电场容量过大,而导致的无功功率控制能力在不断下降。考虑到其影响的过程中一定要明确:第一,风电场是否存在着有功输出,有功输出能促使风电场自身的负荷特性在增大,特别是其中的极限功率,可以达到静态电压稳定这一目的,并且提高风电场的应用效率;第二,大部分的风电场,其自身存在着较为明显的无功需求,而大量的无功需求会导致风电场自身的负荷特性其自身的极限功率在不断地减少,这种情况的出现也直接降低了静态电压的稳定性。应该明确风电场自身的负荷对电网电压所带来的不同影响,提高电网的稳定性。
3.2、对电力系统继电保护的影响
根据目前我国的风电场接入电网的状态来说,一定要考虑到其接入后装机容量大小是否发生了变化。其中分为两个不同的情况,第一种风电场自身的容量相对较小,那么当风电场出现了故障或者说风电场的运行效果不佳,其很有可能会出现电网自身被造成的影响较小,不会给电网的稳定运行带来负面影响。第二种当风电场自身的容量较大时,则需要考虑到其是否会给电场造成较大的影响,一定要确保在故障没有出现之前对故障进行解决,防止由于故障的存在导致各个不同的部位之间其难以满足电网稳定运行的需求。为此,应该分析其中可能存在哪些问题,并且对问题进行逐一的解决,确保在故障出现之前能对故障进行预判,防止故障出现的频率在一次次的提高,甚至给电力企业发展带来负面影响。
4、对策
4.1、定时限过电流保护
如果使用的是定时限过电流保护法,其和电网中的电流强弱基本没有关系。定时限过电流保护法在使用中其理念是在固定的时间内,根据不同的动作进行配备,并且找到其中的保护装置,应该明确该保护装置本身不存在随机性,更是固定的保护,能促使电力系统使用的整体效果的大提升,并且完成对整个电网的保护和管理。
4.2、加强重合闸管理
重合闸的使用会对继电保护的功能产生重要影响,同时也会对风电接入产生影响。当重合闸出现故障时,会极大地影响风电接入保护效率,因此对重合闸故障的及时处理是十分重要的。当风电场无法准确定位继电保护装置故障时,即使系统的实际电压值较小,系统也会因电压参数异常导致重合闸跳闸,但仍保持LVRT功能不变。系统可通过使用多次零电压穿越,使系统穿越时间低于100ms/次,结合系统运行的状况,穿越时间也可设置为125ms/次。
4.3、加强开发集群电线路保护机理
风电场出现集群电线路故障会降低集群母线和风电机组电压,在故障发生时若无法及时切除,则会严重影响风电场和电力系统的安全与稳定性,致使大面积脱网,在发生故障时,想要顺利识别并隔离故障,就要认真考虑电流短路的问题,要对风电场集群线路故障进行全面分析,利用现有信息资源,不断研究原理,开发技术。
4.4、应用继电保护自动化系统
继电保护自动化系统可以监督电网运行的状态,对电网各系统中的用电设备电流、电压等参数进行监督,当数值出现异常或变化,系统会准确判断具体问题,并进行反馈,当电网系统发生故障,系统能够发出自动跳闸的指令,最大程度降低故障损失。也能够在故障发生时发出警报,并限制故障范围。
4.5、强化施工检验力度
(1)进行110kV进出线GIS线变串间隔二次电流、电压、控制、信号回路的极性检查,一次升流,保护装置功能的检验以及保护传动、信号上传,遥信、遥测的加量校验等工作;(2)进行110kVPT间隔二次电压、控制、信号回路的极性检查,一次升压,PT重动装置功能的检验以及信号上传,遥信、遥测的加量校验等工作;(3)进行35kV进出线、SVG、站用变、PT二次电流、电压、控制、信号回路的极性检查,一次升流,保护装置功能的检验以及保护传动、信号上传,遥信、遥测的加量校验等工作;(4)进行变电站公用部分、交直流、稳控、母差以及录波等保护装置的二次电流、电压、控制、信号回路的检查,保护装置功能的检验以及保护传动、信号上传,遥信、遥测的加量校验等工作
5、结束语
随着我国科技发展和经济的增长,以及人们日益增强的环保意识和风电技术的不断革新,新能源道路是电力行业转型的必经道路,是必然趋势,风电接入能够满足当前电力行业发展的需求,在风电应用带给我们积极影响的同时,继电保护问题的发生率也随着大规模风力发电场的建立越来越高,近年来因风电接入带来的脱网事故频繁发生。风电系统的稳定性和安全性不是单纯的技术问题,是一个系统的、整体的、综合的问题,需要多方面协同合作,在运行过程中,需要不断分析问题的原因,总结问题正面、负面的经验,积极寻求解决问题的路径,保证风电事业的良性、稳步发展。
参考文献
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