風電接入系統如何影響繼電保護?

　　為什么要研究含風電系統的繼電保護適應性？
　　A
　　繼電保護反應故障特征動作,故障特征取決于系統中的電源和網絡拓撲。目前的保護裝置適應于同步機作為電源的系統,由于風電電源的對故障的響應與傳統同步機不同,因此有必要研究現有繼電保護原理與判據對于含風電系統的適應性。
　　Q
　　含風電系統與傳統電網故障特征的差異是什么？
　　A
　　由于風電電源結構和控制方式的特殊性,它們具有與同步機電源不同的故障特征,如圖1所示。
　　無論雙饋還是直驅風機,故障過程中為保護變流器安全,提供短路電流的能力有限,表現為弱饋特征如圖1(a);電力電子器件開關及控制系統作用引入大量諧波如圖1(b);低電壓穿越等故障暫態控制使得風電機組等效阻抗隨時間變化,由于控制主要作用于正序分量,因此正序負序阻抗相差較大如圖1(c)。此外雙饋風電系統因異步電機的存在,而在某些故障類型下表現出電流頻率偏移特征如圖1(d)。風電電源上述有別于同步機系統的故障特征,使得目前的繼電保護原理可能存在適應性問題,即存在誤動或拒動可能性。 　　Q
　　應該從哪些方面著手來研究現有繼電保護原理對含風電系統的適應性？
　　A
　　首先,理論分析現有保護原理與判據的適用條件,即它們能夠反應的故障特征;其次,分析現有保護所反應的這些故障特征在風電系統中是否存在,初步得出保護適應性結論;最后,根據仿真數據和現場錄波數據驗證理論分析的正確性。
　　Q
　　現有保護在含風電系統中的適應性如何？
　　A
　　如下從單端量保護、雙端量保護、零序保護的角度,簡析現有保護的適應性。
　　一、單端量保護
　　1)距離元件
　　距離元件是距離保護的測量元件,實現方式可分為測距式和補償式。測距式距離元件通過計算故障點到保護安裝處的距離判別區內外故障,如工頻量距離、時域距離等。補償式距離元件通過比較保護范圍末端電氣量的幅值或相位關系來構成保護判據,如工頻變化量距離、比相式距離。
　　工頻量距離元件和比相式距離元件利用工頻全量,面向被保護線路,與背側系統阻抗無關。但由于存在相量提取環節,理論上將受諧波與頻率偏移的影響。