郝永清

摘要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓如若在運(yùn)行中降低到一定的數(shù)值且能夠維持其繼續(xù)運(yùn)行，也能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供一定的無(wú)功，可以將其稱為低電壓穿越能力了?，F(xiàn)今我國(guó)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的繼電保護(hù)配置都逐漸完善，但在其運(yùn)行的過(guò)程中也會(huì)存在風(fēng)電場(chǎng)繼電保護(hù)、變流器等設(shè)備使用或者性能存在問(wèn)題的情況，進(jìn)而也會(huì)影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。對(duì)此，筆者將重點(diǎn)針對(duì)低電壓穿越能力的風(fēng)電機(jī)組的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行研究，確保其能夠正常發(fā)電，也能夠避免運(yùn)行中出現(xiàn)故障，進(jìn)而也能夠降低風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組;低電壓穿越能力;風(fēng)電場(chǎng);繼電保護(hù)

引言：

現(xiàn)今我國(guó)更為注重環(huán)保能源的發(fā)展，在風(fēng)力發(fā)電廠運(yùn)行的過(guò)程中風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力對(duì)其電網(wǎng)運(yùn)行以及其發(fā)電的穩(wěn)定性和運(yùn)行的安全具有直接的影響，在其運(yùn)行的過(guò)程中要注重對(duì)風(fēng)電運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性進(jìn)行保障，也利于保障其運(yùn)行的安全，更能夠推動(dòng)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，其技術(shù)也能夠得到提高。各個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠要注重對(duì)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力以及風(fēng)電場(chǎng)繼電保護(hù)裝置的研究，進(jìn)而保障其運(yùn)行的安全。

1課題背景

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要為節(jié)約能源且沒(méi)有污染的可再生能源技術(shù)，隨著現(xiàn)今我國(guó)風(fēng)力發(fā)展技術(shù)水平的發(fā)展和提升，風(fēng)力發(fā)電電力的容量占比電力系統(tǒng)的容量逐年提高，對(duì)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的用電安全性以及穩(wěn)定性都有較大的推動(dòng)作用，風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)之后也需要一系列技術(shù)，進(jìn)而筆者重點(diǎn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電低壓穿越能力以及繼電保護(hù)裝置進(jìn)行研究。美國(guó)是擁有最為現(xiàn)今的風(fēng)電技術(shù)的國(guó)家，其并網(wǎng)情況根據(jù)實(shí)際情況而制定，也注重技術(shù)水平的提高，更在其基礎(chǔ)上確定了風(fēng)電低電壓穿越能力的規(guī)則，大規(guī)模的并網(wǎng)運(yùn)行，其能力是保障穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)?，F(xiàn)今我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)和規(guī)模也逐漸提高、擴(kuò)大，各個(gè)電力電網(wǎng)企業(yè)也在風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電中并入電網(wǎng)策略。

2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越測(cè)試研究

風(fēng)電接入系統(tǒng)設(shè)備以及繼電保護(hù)等裝置在使用中與其他發(fā)電機(jī)組的等級(jí)、接地方式都存在較大的差異，現(xiàn)今我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的接入規(guī)模逐年擴(kuò)大，但繼電保護(hù)定制不符合運(yùn)行安全，進(jìn)而也發(fā)生了較大的事故，要想保障其接入系統(tǒng)運(yùn)行的安全，就要對(duì)風(fēng)機(jī)配合系統(tǒng)保護(hù)定值進(jìn)行研究，進(jìn)而保障其具有穿越能力，也能夠針對(duì)其接入電網(wǎng)時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行。低電壓穿越能力主要可以體現(xiàn)在以下等方面，與傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)相對(duì)比，風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中其發(fā)電機(jī)的額技術(shù)的靜態(tài)性較為明顯，電壓控制能力也較強(qiáng)，進(jìn)而在其運(yùn)行中區(qū)域電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定會(huì)直接受到風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量和技術(shù)的影響。梁歪，電網(wǎng)接入風(fēng)電之后，若干個(gè)同步的機(jī)組都會(huì)被風(fēng)電機(jī)組所取代，風(fēng)電機(jī)組成為唯一承擔(dān)所有運(yùn)行能力的主體，進(jìn)而為了保障其運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，接入電網(wǎng)的過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格對(duì)發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行要求。低電壓穿越能力主要是能夠在電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)故障導(dǎo)致電網(wǎng)電壓跌落之后而維持一段時(shí)間的電網(wǎng)連接的作用，在其過(guò)程中能夠向電網(wǎng)提供相對(duì)穩(wěn)定的功率以保障電網(wǎng)電壓的恢復(fù)，電網(wǎng)恢復(fù)正常之后能夠穿越其低電壓區(qū)間。

機(jī)組的定轉(zhuǎn)子會(huì)在電路短路、故障等過(guò)程中進(jìn)行短暫的過(guò)電，其電流會(huì)經(jīng)過(guò)變流器，機(jī)組機(jī)端的電壓也會(huì)因?yàn)槎搪范档?，進(jìn)而機(jī)組無(wú)法穩(wěn)定的對(duì)電網(wǎng)輸送電能，其不平衡的情況下會(huì)導(dǎo)致電流速度增加，電壓也會(huì)持續(xù)升高。定轉(zhuǎn)子以及相關(guān)的電能供電設(shè)備都會(huì)因?yàn)檫^(guò)電壓而受到損壞。風(fēng)電機(jī)組低壓穿越能力能夠確保在其過(guò)電的過(guò)程中出現(xiàn)故障的情況下也不會(huì)解裂，也能夠維持電網(wǎng)發(fā)電的特性。

3風(fēng)電場(chǎng)繼電保護(hù)配置及整定

3.1風(fēng)電場(chǎng)繼電保護(hù)的配置

35KV集電線路通常以兩段式或者距離等方式對(duì)電流進(jìn)行保護(hù)，如若在保護(hù)的過(guò)程中也可以根據(jù)實(shí)際情況增加復(fù)合式電壓閉鎖元器或者方向元器件，技術(shù)人員要根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)箱變的短路情況制定選擇要求，也可以使用箱變?nèi)蹟嗥鲗?duì)故障部分進(jìn)行處理。如若風(fēng)電機(jī)沒(méi)有具備低壓的穿越功能，也要將其用降變壓的方式對(duì)其配置進(jìn)行保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)以及高壓側(cè)后備保護(hù)都可以。如若風(fēng)電機(jī)具備低壓穿越性能，就要使用升壓變的形式對(duì)其裝置進(jìn)行保護(hù)，更要二次諧波制動(dòng)保護(hù)，更要對(duì)其電流的大小進(jìn)行控制。220KV線路要配置雙重化縱聯(lián)保護(hù)、后備保護(hù)兩種形式，如若風(fēng)電機(jī)沒(méi)有穿越低壓的能力，就可以將后備保護(hù)當(dāng)做單電源的形式對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而保障其運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。

3.2風(fēng)電場(chǎng)繼電保護(hù)整定

如若風(fēng)電場(chǎng)在供電運(yùn)行的過(guò)程中不對(duì)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)低壓穿越的能力進(jìn)行考慮，其故障位置與風(fēng)電場(chǎng)之間相距較近，其短路電流發(fā)生的時(shí)間通常在120ms內(nèi)，如若系統(tǒng)故障的位置和風(fēng)電場(chǎng)之間的距離較遠(yuǎn)，其電流時(shí)間可以設(shè)置為120ms，如若故障位置與風(fēng)電場(chǎng)距離較遠(yuǎn)，就不會(huì)因?yàn)楣收隙艿捷^大的影響，風(fēng)電發(fā)電機(jī)也能夠持續(xù)正常運(yùn)行?，F(xiàn)階段的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在生產(chǎn)的過(guò)程中都增加了一些新功能，例如低電壓穿越。其功能能夠?qū)﹄娋W(wǎng)高壓線路進(jìn)行保護(hù)，220kv線路主要是使用縱聯(lián)進(jìn)行保護(hù)，其可以分為兩類，其一是以基爾霍夫電流定律所使用的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，其二是以方向判斷開(kāi)展的縱聯(lián)方向保護(hù)?？v聯(lián)方向保護(hù)主要包括縱聯(lián)距離、零序突變量方向等。在縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)人員要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的短路電流時(shí)間進(jìn)行了解，并進(jìn)行整定計(jì)算，從而合理的對(duì)其進(jìn)行整定保護(hù)。

3.3風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的保護(hù)

為了保障風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定，在其運(yùn)行的過(guò)程中對(duì)其配備了較多的保護(hù)，風(fēng)電機(jī)出口位置低壓斷路器是按照我國(guó)對(duì)發(fā)電機(jī)制造要求的標(biāo)準(zhǔn)配備的，一方面能夠?qū)﹄妷旱拖捱M(jìn)行保護(hù)，另一方面也能夠?qū)︻l率越限進(jìn)行保護(hù)，更能夠?qū)ζ溥\(yùn)行的電流穩(wěn)定進(jìn)行保護(hù)，也能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)變流器起到保護(hù)作用，進(jìn)而保障風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)：

近幾年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為迅速，風(fēng)電接入系統(tǒng)以及繼電保護(hù)等問(wèn)題都會(huì)影響其運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，進(jìn)而要根據(jù)其應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行探究，進(jìn)而對(duì)風(fēng)機(jī)配合系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，也能夠保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，更利于推動(dòng)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)與發(fā)展。

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