风力发电对配电网继电保护的影响及其对策研究.pdfVIP

中国电机工程学会第十届青年学术会议 ·吉林 风力发电对配电网继电保护的影响及其对策 杨国生 1 李欣 2 周泽昕 （1.中国电力科学研究院 中国 北京 100192； 2.华北电力大学 中国 北京 102206） 摘要：风电场的接入改变了配电网的短路电流分布，现有的配电保护必须进行调整与改变，才能保证配电网发 生短路时保护正确切除故障，实现配电网的安全稳定运行。本文通过对风电接入后配电网短路电流的计算与分析， 提出自适应电流速断保护，从而有效地解决了风力发电接入后原配电网保护可能出现的误动、拒动问题，提高了保 护动作的可靠性。 关键词：风力发电；配电网；继电保护；自适应 1 引言 目前世界上流行的风电技术大体上分为恒速恒频(CSCF)和变速恒频(VSCF)两大类。 恒速恒频系 统采用同步发电机或感应发电机，风速变化时，系统通过调节，保持风力机转速恒定，实现频率的 恒定。变速恒频是交流励磁变速恒频风力发电系统，采用绕线式异步电机或级联式无刷双馈电机， 现在常用的是双馈感应电机。风力发电机没有独立的励磁电源，故障后不能提供稳定的短路电流， 与其他类型分布式电源的故障特征有所不同，接入配电网后可能造成原有继电保护误动或拒动，此 问题亟待解决。 2 风电接入对电流保护的影响 现阶段大、中容量风电场均采用升压后接入系统变电所母线，再供电给负荷的方式；小容量风电场一 般是经升压站送电线路就近 T 接或π接在系统线路上。高压线路主保护一般采用双侧电气量比较的纵联保 护，风电场接入后，其动作性能基本不受影响；配电网主保护一般采用传统电流速断保护，风电场接入后， 对接入点上下级线路的保护性能都将产生影响。 电源电势一定时，短路电流的大小为 I E E E (1) K Z ∑ Z S +Z K Z S +βZ l 式中 Zk—保护安装处到故障点之间的阻抗； Zs—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗，随运行方式而变化； β—β=Zk/Zl，表示故障点位置与线路全长之比，0 ≤β≤1。 图1 风电接入对保护2的影响 图 1 所示为BC 线路内部故障时，流过保护 2 的短路电流及保护整定关系。其中曲线 1、2 分别为系统 最大、最小运行方式下的短路电流，曲线 3、4 分别为风电场接入后，系统最大、最小运行方式下的短路 电流；I I 、I I 、I I 分别为保护 1、2、3 的速断定值，I II 、I II 为保护 1、2 的限时速断定值。 dz A dz B dz .A dz .B dz .C . . - 760 - 中国电机工程学会第十届青年学术会议 ·吉林 由图 1 可见，保护 2 的保护范围受系统运行方式和风电场接入的双重影响,风电电源提供的短路电流使保 护安装处测量到的短路电流增大，保护范围增大,速断保护的范围可能延伸至下级线路，造成下级线路无 选择性跳闸，并且风电场容量越大，影响越明显。 图