繼電保護測試儀對風電接入系統(tǒng)的重要作用
大規(guī)模風電接入的繼電保護問題屬于智能電網(wǎng)的兼容性范疇。對接入點而言,規(guī)模化的風電場對系統(tǒng)運行的影響,已不能象早期小型風電接入一樣被完全忽略掉,這已不僅僅是風電調(diào)度的問題,繼電保護所面臨的故障特征同樣也發(fā)生了顯著的變化。大型風電場內(nèi)部的機組和機群越來越多地采用35 kV 電壓等級以網(wǎng)絡(luò)的形式匯集電能,傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護原理和裝置能否滿足風電場內(nèi)部集電線路的要求,也是眾多業(yè)主和電力系統(tǒng)運行部門必須考慮的問題。
為了保證大規(guī)模風電接入后的電網(wǎng)**,國內(nèi)外學者就風電接入的繼電保護問題在以下3個層面展開了研究工作:
1)風電機組以及風電場的故障特征分析。
風電機組多采用感應(yīng)式異步發(fā)電機,其轉(zhuǎn)動慣量和時間常數(shù)小,并且沒有專門的勵磁裝置,故障特征與同步發(fā)電機存在顯著的差別。永磁直驅(qū)機組雖然為同步發(fā)電機,但是通過換流器并網(wǎng),其故障特征和換流器控制特性密切相關(guān)。另外,電力電子設(shè)備自身的保護策略和低電壓穿越等特殊要求,也附加了額外的控制要求。這些都將增加風電機組電磁暫態(tài)過程的復(fù)雜性,從而影響繼電保護的性能。
風電機組以及風電場的故障特征分析主要包括暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)短路電流的計算、波形分析、衰減特性分析以及短路阻抗分析等內(nèi)容。
2)風電場集電線路及網(wǎng)絡(luò)的繼電保護問題。
雖然大型風電場內(nèi)部集電線路廣泛采用35 kV電壓等級,但卻與傳統(tǒng)配電網(wǎng)輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在明顯的差別。對于任一集電線路,由于兩側(cè)母線上均有電源分布,在繼電保護研究中,將被等效為雙端電源元件,傳統(tǒng)輻射狀配電網(wǎng)繼電保護的配置方式和整定原則將不再適用。
風電場集電線路及網(wǎng)絡(luò)保護研究主要包括保護原理、保護配置、整定原則及與電網(wǎng)保護配合關(guān)系等內(nèi)容。
3)大規(guī)模風電接入輸電網(wǎng)的繼電保護問題。
在包括中國在內(nèi)的大多數(shù)國家,風電的大規(guī)模利用必然伴隨著電能的遠距離集中傳輸問題,因此高壓電網(wǎng)繼電保護的整定和運行管理中,必須考慮風電等隨機電源的故障特征。風電的隨機性和波動性對并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線保護的影響,繼電保護的適應(yīng)性及配置配合關(guān)系,性能優(yōu)良的新原理都需要進一步深入研究。
規(guī)?;L電接入電網(wǎng)的問題是目前國內(nèi)外相關(guān)研究的熱點[1],但是繼電保護相關(guān)問題卻并沒有得到足夠的重視。筆者認為原因之一在于繼電保護是服務(wù)于電網(wǎng)**運行的,現(xiàn)階段繼電保護問題并沒有大規(guī)模地顯現(xiàn)出來。隨著調(diào)度、運行方式等問題的解決,風電在電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)中所占比例必將逐步提升,
繼電保護測試儀的適應(yīng)性問題將集中體現(xiàn)出來并需要得到足夠的重視。
