梁 棟，姜嘉強，姚 航

國網吉林省電力有限公司吉林供電公司，吉林 吉林 132000

0 引言

風電場具有資源豐富、分布均勻、建設施工周期短、運行簡單等優(yōu)點，通過引入和應用風電場，為開發(fā)和利用風能清潔能源打下堅實的基礎。電網作為一種常用的供電網絡，通常呈現出單電源輻射式狀態(tài)，當電網電壓達到110 V時，整體負荷較輕，供電半徑較大，一旦接入風電場，會導致電網結構發(fā)生極大的變化，從而增加了對電網繼電保護的影響程度。因此，分析風電場對電網繼電保護的影響具有重要意義。

1 風電場對電網繼電保護的影響

風電場對110 kV固吉線保護、西吉變110 kV母線及備自投保護均會產生直接影響，因此技術人員需嚴格按照電網繼電保護影響分類（見圖1）開展相關工作[1]。

1.1 故障發(fā)生在電源線路時對線路兩側保護的影響

110 kV固吉線路一旦出現故障問題，會出現相應的保護性瞬時動作，導致所有的隔離系統(tǒng)出現嚴重的短路問題，使系統(tǒng)電源與整個線路出現解列現象。風電機內部容量相對較小，一旦系統(tǒng)電源運行異常，會降低風電機組的穩(wěn)定性，使其出現解列現象[2]。此外，當110 kV線路在實際運行中出現線路差動保護功能配置不合理問題，導致西吉變側出現線路保護失靈，此時，需要加強對整個電網通道線路配置保護，以實現對配光差的有效調整和控制，這樣一來，即使出現變負荷現象[3]，整個電網通道也不會出現攜帶故障運行現象，從而起到保護設備的作用。

1.2 故障發(fā)生在電源線路時對線路重合閘的影響

當風電場成功接入電網后，一旦電源線路出現故障問題，會導致跳閘現象頻繁發(fā)生，那么風電的功率和電壓將難以保持穩(wěn)定的狀態(tài)，此時，風電場會面臨以下兩種安全威脅：

（1）非同期合閘或重合失敗。一旦失去電網電源的支持，電力孤島無法與電網運行狀態(tài)相協(xié)調和同步，一旦電源線路出現重合閘動作時，將增加兩者之間的相角差，使得相角差范圍在0～180 ℃。此外，當整個電網在不同的時期出現重合現象時[4]，由于受到電流沖擊影響，導致線路保護出現一系列的誤動作，使整個重合閘喪失自動恢復故障的功能。

（2）故障點電弧重燃。當電網失去系統(tǒng)電源的支持后，故障點會憑借風電的支持而自動消除。當電網出現重合閘現象時，電網電源的應用和支持下，很容易導致故障電流出現明顯躍變現象，造成所有故障點出現重燃現象[5]，增加了絕緣擊穿風險，嚴重危及人們的人身安全和財產安全。

為了解決以上問題，技術人員需不斷延長固吉線重合閘所對應的時間，確保其重合時間與風電機組的運行時間保持一致；需將風電場線內部電壓設置為36 kV，確保風電機組與電網系統(tǒng)之間始終處于相互隔離的狀態(tài)，從而避免對線路重合閘動作產生不利影響。

1.3 故障發(fā)生在電源線路時對西吉變備用電源自投保護的影響

一旦110 kV固吉線出現故障問題，那么固吉線會自動執(zhí)行相關保護動作，確保與系統(tǒng)短路電流相互隔離，此時，系統(tǒng)電源運行時間與固吉線整個解列時間保持同步。但是，當整個充電環(huán)節(jié)結束后，斷路器會自動進入跳開狀態(tài)，此時，母線無壓設備出現運行異常問題，導致備自投設備無法正常運行。為了確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠、安全供電，技術人員可以從以下幾個方面入手：

（1）不斷提高備自投設備所對應的無壓啟動定值，同時，盡可能縮短固吉線降低到所設定的啟動定值的時間，當固吉線出現線路短路等故障問題時，備自投設備會執(zhí)行延時動作。

（2）將風電聯(lián)絡線路與風電場之間建立起有效的連接，然后，將匯集線路的電壓設置為35 kV，確保風電機組與系統(tǒng)之間始終保持相互隔離狀態(tài)，從而避免對備自投設備保護動作的執(zhí)行產生不良的影響。

1.4 故障發(fā)生在電源線路時對聯(lián)絡變10 kV電容器的影響

西吉變110 kV所對應的電容器在對低壓保護裝置進行配置期間，一旦將相關保護電壓設置為50 V，將導致低電壓保護功能出現嚴重延遲問題，對聯(lián)絡變10 kV電容器運行性能產生不良的影響。為了解決這一問題，將電容器燒毀風險降到最低，技術人員需不斷修正、優(yōu)化和完善電容器低電壓保護功能，使得風電場對電網繼電保護的影響降至最低，同時需科學設置供電線路斷路器的安裝位置，確保電網繼電保護效果得以有效提升。

2 風電場保護電網繼電的具體措施

2.1 110 kV西吉變側固吉線保護聯(lián)跳措施

對于110 kV固吉線而言，在正式投入測光保護環(huán)節(jié)前，線路故障會徹底切除該線路的保護動作，導致固吉線無法執(zhí)行相關保護動作。為此，技術人員需對110 kV固吉線的內部保護功能不斷地修正、優(yōu)化和完善，同時從敷設電纜設計、敷設電纜施工、接線參數設置等環(huán)節(jié)出發(fā)，將電網系統(tǒng)運行維護工作落實到位，從根本上避免為后期維修工作的開展埋下安全隱患。

2.2 西吉變備自投聯(lián)跳措施

將變備自投設備引入相應的頻率后，110 kV固吉線一旦出現故障問題，會導致頻率出現明顯變動現象，為了從根本上解決以上問題，技術人員需根據實際頻率變化規(guī)律，對風電機組的容量進行科學調節(jié)和控制，在此基礎上，還需根據西吉變當前的負荷水平變化情況，盡可能保持風電機組輸出功率的穩(wěn)定性，確保整個設備能夠穩(wěn)定、可靠、安全運行，從而降低頻率波動風險。在確保頻率精確控制的基礎上，構建相應的模型，以實現對現場試驗過程的有效模擬，當風電場出力大小與西吉變負荷值完全一致時，頻率波動幅度將會降到最低。

2.3 安穩(wěn)裝置聯(lián)跳措施

待風電場正式投入使用后，需要借助110 kV西吉變裝置，對固吉線電氣量進行科學調節(jié)和控制，同時需確保風電場所對應的出力值始終保持穩(wěn)定的情況下，將固吉線內部電流進行置零處理，以確保安穩(wěn)裝置能夠正常執(zhí)行相關保護動作。此外，需將西吉變與風電場之間的連線切除，并將安穩(wěn)裝置固定于西吉變附近，以保證兩者之間通信的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。為了最大限度地提高電網繼電保護效果，需要安穩(wěn)裝置分別接入和應用于固吉線電線附件。

3 結論

文章通過分析風電場對電網繼電保護的影響，得出如下結論：

（1）風電場的使用直接影響聯(lián)絡變備自投保護性能，一旦電源線路出現故障問題，設備無法在第一時間內快速進入邏輯判斷階段，此時，需要對聯(lián)跳風電場進行調節(jié)和控制，確保整個主網能夠安全、可靠供電。

（2）風電場的使用直接影響通道整個線路重合閘性能，導致線路在非特殊時期，出現明顯的重合現象，此時，需要對重合閘所對應的重合方式進行調整和改進，盡可能降低對主網設備產生不良的影響，確保供電功能在最短時間內快速恢復。

（3）風電場的使用直接影響聯(lián)絡變母線性能，一旦母線出現故障，將會導致整個母線出現嚴重的短路現象，從而降低主網設備的運行性能。為此，可以采用配置母差保護的方式，實現對相關配置的科學設置，從而快速解決母線故障問題。