【摘要】：分布式接入和集中式接入本身也在風電井網中發揮著重要的作用。本文有效地分析兩種接入方式，并有效地研究風電接入對之后電網繼電保護產生的影響。
【關鍵詞】：風電接入；電網建設；繼電保護；影響策略
1研究背景
風力發電能夠在調整電源結構的同時減少污染氣體的排放，并在之后有效地降低能源進口方面的壓力，并更好地提升我國能源供應的安全性。但由于風力發電成本較高，所以沒有辦法和火力發電一樣取得好的效果。風力發電在我國電網中占據的比例將越來越高。但風力發電本身的隨機性和不可控性給電網的運行和管理帶來了很大的影響[1]。為了能夠更好地提高電網接納風電的能力，有效地研究風電接入對電網繼電保護的影響顯得尤為重要。
2我國風電接入概況
我國風電裝機居于世界風電裝機總量第一位，包括甘肅、內蒙古、河北和新疆等7個省市在內超過8個千萬瓦級別的風電機構都已經通過了國家的審查，并隨著時代的發展在不斷地發展。從我國全部的風電裝機容量統計的數據來看，這超過八千萬千瓦的風電總裝機容量就已經占據到了五分之四。
隨著風力發電廠本身的容量變得越來越大，整個風電場都會對電網的運行產生重要的影響。越來越多的專家也開始重視研究風電系統內部的功率、電壓和電能等其他多個方面的內容，最終也會對整個系統的穩定性有重要的影響。風電場接入系統內部的繼電保護在使用的過程中還是會出現諸多的問題，必要時需要先分析內部存在的問題，并選擇正確的設置方式。
3風電并網的主要方式
3.1分布式接入
分布式接入可將風電機組接入到就近配電網絡內部的負荷中心，這是出現的最早的一種傳統的并網方式。分布式接入經常被運用于風電場容量比較小的場合[2]。目前，丹麥超過80%的風電都是在20kV以下的配電網內部進行接入的。而德國超過70%的配電網絡都是在110kV規模以下的電網中接入的。分布式的接入方式如圖1所示。
圖1風電分布式接入
3.2集中式接入
集中式接入也在電網發展的過程中發揮著重要的作用。距離較遠的高電壓都會直接被并入高壓輸電網內部。目前，我國的風能資源主要集中在包括新疆、內蒙古和青藏高原等偏遠的西部地區和北部地區。不僅風能資源本身的用電負荷分布非常不平衡，且多數區域將會承受較小的電力負荷，并有較小的消納能力。在實際操作的過程中，采用“大規模、高集中、高電壓、遠距離”的發展模式才能將較大規模的風能集中在長距離的電網遠距離運輸的過程中。
數百臺的風力發電機有效地分布在大型的風場內部，其裝機容量可有數百兆之多。在規劃風場的過程中，需同時將風場內部風力發電機本身的布局、單臺風力發電機的容量和內部地形等因素有效地考慮在內。并將7臺左右的風力發電機組合成一組[3]，風場內部輸出的電能就會直接經過風場輸送到風電場的低壓母線內部。圖2顯示在經風電場升壓變送入輸電網的主要結構。
圖2風電集中式接入方式
4配電網繼電保護的原則
限時電流速斷保護。這是一種具有延時性的快速保護手段。一般都應通過限制電流迅速切斷的故障來保證整個線路的安全。當前扮演保護角色的線路電流1段也能夠表現出一定的保護作用，為的就是切斷范圍以外的故障。
定時限過電流保護。在裝置啟動后就會出現限保護的動作。流動的電流可通過規避最大承受限度內的電流來有效設定保護模式，這本身也屬于三級電流段保護方式。在一般情況下，不僅電網保護動作較小，而且還能有效維持整個線路的長度，并在之后維護好隔壁線路的全部長度，即使在整個電網系統中都能夠發揮很好的保護作用。
5集中式接入對配電網保護的影響
當風電接入到配電網絡內部時，最初設定的操作在電流保護設置的基礎上都會產生不一樣范圍的影響。在實際操作的過程中，如果風電接入的位置不一樣，則就會產生不一樣的故障問題，在之后也會對電網產生不一樣的影響。如圖3所示，分析如果將假定的風電接在10kV母線B處時，風電接入對配電網絡內部電流保護產生的影響。
圖3風電分析式接入對保護影響示意
5.1故障點出現在風電接入下游位置
保護1。由于風電會產生分流影響，被保護1流經的故障電流會因此減小，風電容量越大則電流也會減小，電流保護的靈敏度也會因此降低。
保護2。由于風電助增產生影響，保護2如果流經故障處則電流將會因此增大。風電容量增大，則流經的電流也會因此增大。之后可讓故障電流在短時間內就大于電流速斷保護的定值，此時電流速斷的保護將會在使用的過程中出現問題。
保護3。風電助增會產生影響，保護3也就會流經故障之處，從而使得電流有所增大，風電容量也會隨之增大。整個裝置的保護靈敏度會進一步增大。
保護4。正是因為沒有受到風電故障內部電流的影響，其保護動作也不會因此產生影響。
5.2故障點在風電接入上游的位置
保護1。正是因為受到了風電分流的影響，所以流過保護1的故障相電流會因此減小。風電容量如果在增大，其流經的電流會因此減少，最終會使得保護1處的限時電流出現保護拒動的現象。
保護2、保護3和保護4的位置將不會受到風電故障時產生電流的影響，從而對其保護動作也不會很大的影響。
6風電接入容量對配電網保護的影響
在分析已接入風電存在的配電網絡系統時，也需分析風電接入容量對配電網保護所產生的影響。如風電容量在系統內所占數額較小，那么繼電保護系統的保護程度就幾乎不會產生較大的變動，必須要將容量控制在較小的范圍內再進行研究。但如果電網容量本身的數量較大，此時再將風電接入到電網內部時系統就不能夠忽略中間可能會產生的故障電流[4]。一旦當故障出現時，在不一樣位置的保護點就能夠感受到不一樣的短路電流，本身輸出的容量也會因此不斷地改變，需根據實際情況探討不同容量的風機對整個電網產生的影響。
運用系統內部電源來衡量整個短路電流，并不會和后續風電的接入產生很大的影響。在實際操作的過程中，可依靠風電接入來產生保護2短路電流。本身是隨著容量的不斷增大，并增加到一定的值域之后，才能夠讓保護2出現誤動。
7線路長度對配電網保護的影響
還是假設線路中各點為ABCD，保護點為1、2、3，線路長度的不同就會對配電網產生影響。
上游線路長度的變化。先確定系統內部容量的大小和風電接入量的大小，并將大小值更好地確定下來。此時BC段的線路長度會發生變化，保護3的設定量和短路的電流量都會因此發生變化。如此時長度又增加，保護3處速斷保護的設定范圍則會不斷地降低，通過保護3的短路電流會隨之減少。如果BC段的長度再持續增加，在風電接入的狀況下，所引發的故障電流值將會維持在原本的數值水平。保護3設定的值如果進一步減小，則會使得線路系統出現誤動。從以上的情況可以看出，如果線路的長度一直變長，保護誤動的程度也會因此變得更加明顯。
下游線路長度的改變。如果CD段的線路長度發生了變化，位于保護3處的速斷設定值也就會縮小。如在使用過程中出現故障，風電接入后的短路電流將會進一步減少。如CD處線路長度逐步增加，通過保護3處的故障電流就會小于本身的快速切斷故障設定值。在這樣的情況下，保護的過程會使得系統線路避免出現誤動。
