新能源接入对继电保护与安自装置的影响研究沈鹏

新能源接入对继电保护与安自装置的影响研究沈鹏

沈鹏

（宁夏回族自治区中卫市国网中卫供电公司755000）

摘要：随着我国时代经济的迅速发展，电网也逐渐朝着智能电网方向发展，在绿色发展理念下，世界范围内的能源危机问题也逐渐加剧，风电、光伏这类新型的能源成为电源网络内的重要组成部分，获得了较大的开发应用。本文从当前我国新能源现状入手，接着阐述了继电保护装置的重要性，最后总结了新能源接入对继电保护与安自装置的影响。

关键词：新能源接入；继电保护；安自装置；影响；能源现状

随着时代的迅速发展，中国电源网络获得了空前的发展，新能源在电力企业内得到了广泛的应用，其中风能、光伏作为主要的能源发电成分。随着风能技术的迅速发展，将新能源接入到电网内，能够促使我国大部分地区的单电源辐射朝着多电源网络转换，实现短路电流的有效优化，逐步完善分布路线。

1新能源发电现状概述

随着经济全球化发展，人们对能源的需求量也在不断增加，大陆内的能源消耗与能源消费逐渐增加。传统的能源随着环境的污染，逐渐呈现枯竭现象，能源短缺现象也日益严重，通过应用洁净能源、可再生能源，成为当前时代发展的重压课题，新能源给发电现状主要如下：

1.1风力发电

应用风力发电不会对环境造成污染，且属于可再生资源，这类发电方式具有布置简便、安装便捷、运行灵活的特点，且建设周期较短，发电设备的占比面积较小，发电方式较为丰富，应用效果十分显著。正是由于上述的各类因素，导致风力发电在全球范围内均具有较大的发展前景。近几年，大型的风力发电机组不管是设计还是制造技术，均逐渐趋于成熟。由于风力发电成本较低，促使风力发电本身已经具备了常规发电形式的相抗衡能力。

1.2光伏发电

光伏发电也属于太阳能发电中的一种，且这类发电技术已经趋于成熟，光伏发电具有洁净性强、无限量的特点，不会受到地域的限制，能量转换流程较为简单，运行维护量相对较小。但其缺点也相对较为明显，主要是因为其发电成本较高。本身发电的稳定性不强，在工作上存在着间接性，受到气候环境的影响较大，占地面积较大，能源转换效率较低。

随着我国智能电网的迅速发展，能源利用问题是电力公司的重要问题。电力企业需要结合实际情况，重视新能源管理的重要内容，协调新能源在电力行业内的应用。我国相关部门需要加大对新能源的研究力度与开发力度，旨在不断提升新能源的开发率、利用率，新能源对电网企业的提出了较高的要求。

2继电保护装置的重要性

电力系统在现代生产、生活中发挥着极其重要的作用。继电保护装置能够辅助电力系统的正常运行。针对电力系统发生故障、出现异常情况下，继电保护装置会在较短的时间内对电力系统实施保护，以此确保电力系统的稳定运行。在电力系统的运行过程中，继电保护装置会出现各类故障，包括：如相故障、接地短路等，严重影响着电力系统的稳定运行。减弱了电力系统的送电能力，严重威胁着人民群众的生命财产。只有及时排查故障，巡查故障原因，才能够确保电力系统的正常运行，强化电气元件、电力设备维护、检修工作。电力系统只有科学、合理的设置继电保护，才能够实时掌握电力系统的运行状态、在故障发生时及时做出警报。以此确保电力系统的稳定运行，全面发挥出电力企业的社会效率，实现人们生产、生活质量的提升，继电保护装置结构如下图1所示。

图1继电保护装置结构示意图

3当前我国风能、光伏导尿管新能源加入现状

21世纪全球的自然环境随着人类活动范围的增加逐渐变得恶劣，人类面临的能源危机现象也逐渐严峻，风能、光伏等发电形式受到了社会各界的广泛关注。除我国台湾地区之外的所有区域，在2014年新建设的风能发电装机容量高达23200兆瓦，同比增长45.30%左右。依照此速度，我国在新能源发电上已经占据领先地位。

风能已经成为人类的第三大能源，随时我国目前的风电、光伏等新能源装机规模在世界上已经处于领先地位，但依旧需要注意，将新能源接入电网之后，在其运行中会呈现出很多的问题，比如：风机脱网等，各类事故的频发，继电保护装置需要发挥其该有的作用。在新能源接入之后，继电保护装置可以确保电网的稳定运行，采取有效措施，避免电力系统受到更大的伤害，确保新能源接入之后，电网的高效、稳定运行，全面发挥出电网的社会作用，以此推动国民经济的稳定发展。

4新能源接入对继电保护与安自装置的影响

电网在正常运行情况下，其动态平衡体系为电力系统，能够在电网运行出现故障的情况下，促使电流电压开展剧烈波动，甚至超过规定数值。接着电网内部的安全自动装置、继电保护装置会相继开展操作，一旦存在操作不当，将会导致系统的故障范围扩大，进而导致联锁故障出现。

通过接入大规模的新能源，可以转变传统电力系统的运行特征，这无疑会对继电保护与安自装置提出了更高的要求与更高的挑战，传统的继电保护与安自装置无法满足新能源的稳定输送需求。

4.1新能源接入电网的故障特征

风能等新型的能源机组，在其运行中发电机组均属于感应式，这类异步发电机本身的时间常数相对较小，其转动惯量也相对较小，并不具备专门的励磁设置装置，与同步发电机相比较，异步发电机的故障特征较为明显。

虽说永磁直驱机本身也属于同步类型的发电机，但这类机组需要借助换流器开展并网运行，其本身具备的故障特征，会受到换流器控制带来的直接影响。同时，电网中应用的电子机械本身需要低电压特殊保护策略，这对其电网控制提出了更高的要求，同时保护标准也相对较高。这些因素使得新能源机组发电机在其运行过程中，具有较高的复杂性，会对继电保护装置产生影响。

4.2新能源接入集成电线路保护

虽说风能、光伏等新型能源电厂，在其应用中的集成线路、电压等基本为35千伏，但这些集成线路的结构、通常是以传统的辐射状网络出现显著变化，且与传统的辐射状网络区别呈现出来。将新能源接入到电网之后，不管是哪一条集成线路，其母线的两边均存在着某种程序的电源。从继电保护装置角度出发，其中的某种程序电源与双端、多端电源基本一致。也正是因为这一因素，在其工作中不得使用针对传统辐射状结构电网设置的继电保护装置。同时，还需要设置全新的配置数据，构建全新的规范、原则等，构建能够适应未来新型电源发展的智能电网。

4.3大规模接入系能源产生的影响

世界上的大部分新能源国家，均存在着电能传输问题，中国也是入如此。其中的电能、光伏等新能源大规模接入电网之后，就会面临电能如何开展集中远距离传输这一重要问题。为了将这一问题解决，可以在高压线路继电装置保护过程中，深入分析与统计新能源引入容易产生的故障原因、特征等，分析产生波动的原因、波动的特征对继电保护装置产生的各类影响，掌握安自装置、继电保护装置两者间的适应关系。以此研究出相应的措施，全面提升安自装置、继电保护装置两者的安全性。

4.4新能源接入对继电保护装置的影响

在电力行业内风能发电得到了广泛的应用，在加入大规模的风能之后，为继电保护装置带来了智能化兼容问题。以接入点为例，小型的风电在接入之后，针对一些小影响可以忽略掉。针对规模化的风电场，会对系统的运行产生较大的影响，但这些影响不会局限于风电调度的范畴内，扩展到继电保护面临的故障特征，其变化效果较为显著。在接入风能之后，使得电网的接线结构发生了变化，在系统故障的情况下。风电机会自动开始供给短路电流，不同的风电场容量，会直接影响短路电流的大小，其接入点内形成上下级线路，其保护性能也会受到一些影响。在电网刚发生短路的情况下，风能发电机会输送部分故障电流，依据不同的系数，将衰减直到全部消失为止。一般情况下，风电场的容量越大，输出的故障电流初始值也很大。在增大保护范围的同时，也提升了系统的灵敏性。

图2风能接入电网系统的结构示意图

5结束语

综上所述，我国在风能、光伏等新能源发电技术在全国范围内已经处于领先水平。但在其发展中依旧需要注意，新能源接入对继电保护装置、安自装置的影响，只有采取有效措施解决这些问题，才能够推动电力企业得到更好的发展。为了确保经济的可持续化发展，在新能源的开发与利用中，继电保护装置发挥着十分重要的作用，就线路保护、线路安全、维护线路稳定有着十分重要的意义，能够为我国新能源的开发与利用开辟全新的道路。

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