大规模风电接入对继电保护的影响与对策 乔婉玉
大规模风电接入对继电保护的影响与对策乔婉玉
摘要：工业革命促进社会生产力快速发展，将人类带入了工业文明时代。然而
工业进程过程中，需要大量的煤炭、石油等化工能源，这些燃料在燃烧过程中，
向大气排放大量的二氧化碳或者污水，导致环境恶化，资源枯竭。为了保护人类
共同的家园，促进社会经济增长和自然环境协调发展，国家转变产业结构，大力
发展节能产业，近年来国家大力发展太阳能、风能等可再生资源，目前中国已经
是全世界风能发电规模最大、发展最快的国家。然而在具体的运行过程中，风力
发电也遇到了很多问题，主要是继电保护方面。本文首先分析了大规模风电接入
对继电保护所产生的影响，其次为如何将大规模风电完善的接入继电保护提出对策，以供参考。
关键词：风电接入、风力发电；继电保护
继电保护是电力运行过程中的第一道防线，当线路发生故障以后，继电保护
装置能够快速识别并迅速隔离故障，将故障的损失控制在最小的范围内，因此继
电保护装置对电力运输具有重要意义。近年来随着环境问题和世界能源危机爆发，太阳能、风能等一些可再生资源逐渐受到社会的关注，国际社会也大力开发这些
可再生资源。2014年，我国已有风电机组下线并保持运营生产的企业约为26家，全国新增安装风电机组13121台，新增吊装装机容量23196兆瓦，同比增长
44.2%；2015年全国风电新增装机3035万千瓦，同比增长31.5%。大规模的风电
接入对电力系统的影响特别大，将风电并入到继电保护装置，要考虑到智能电网
的兼容性。继电保护装置的故障会随着风电场的接入变化而变化，所以一定要采
取有效的措施，消除风电对继电保护装置的影响。
一、我国风电基本特征
不同的发电厂发电的条件也不一样，我国幅员辽阔，地势西高东低，山地、
平原在国土面积所在的比重不是很大，因此风能发电很容易受到自然条件的限制。比如山地、高原地势的地区，长期处于高原气候环境下，风速不是很稳定，所以
导致风能带动的电能也不稳定，发电量很容易随着风能的变化发生变化。由于自
然天气具有不可测性和不可控性，因此风能发电不可能像水力、火力发电那样采
取有效的措施进行控制，所以风能发电具有很大的不可控性。在运行过程中，无
法根据电能的负荷大小对风力发电进行有效的调整。受到自然条件的限制，风电
发电消耗的时间比较短，每年可以利用的小时数大概是2200小时，占全年总数
的25%。
二、风电机组出现短路故障
电压高的配置电路系统运行会更加稳定。比如330KV以上的主网继电保护配
置比较完善，所以在运行过程中，出现故障的概率比较低，有的事故切除率几乎
达到了100%，如果主网发生了短路的现象，风电场并网点电压必然会受到故障
的影响，故障点的电气距离会给风电运行带来一定的影响。一般情况下，风电场
短路电流与第一次故障会存在一定的差异，自身所具备的LVRT的风电机组也不
一定能够穿越第二次冲击，所以风电机组的短路问题往往与设备的LVRT能力、
风机处理大小和控制方法有关。2011年，某风电场电气设备共发生了90起故障，而且全部都发生了较大规模的风机脱网事故，故障发生的原因主要是单个电缆引
起的，但是因为集电系统保护不合理，导致事故进一步扩大，造成风电机组发生
风电系统接入电网的继电保护问题分析
风电系统接入电网的继电保护问题分析 发表时间：2019-02-22T10:19:49.580Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：李伟明[导读] 在电力系统运行过程中，继电保护发挥着重要的作用，在出现故障的时候。国网江苏省电力有限公司盱眙供电分公司江苏盱眙 211700 摘要：风电系统的运行能够有效的使电力系统的运行效率得到提升，规模比较大的风电系统接入对于总体电网运行有着关键的作用，因为风能的无法完全进行控制，而且随机性比较强，有必要对此进行研究。本文主要对风电系统接入电网的继电保护问题进行简要分析。 关键词：风电系统；电网；继电保护 引言 在电力系统运行过程中，继电保护发挥着重要的作用，在出现故障的时候，可以准确的进行识别以及实时断开电网系统，能够有效的保证电网的可靠安全运行。 1 风电接入电网的保护 接地线路出现问题以后，因为接地距离保护适应程度比较高，而且在保护线路工作中的重要程度比较高，而在电力系统线路中处于后备保护工作的是零序电流保护，而距离保护动作的具体反应在平面上呈现为多边形（如图1），而且继电保护开始指令也是在多边形之内，而在多边形之在也不再属于继电器保护的运作范围。若要使继电器保护工作的稳定程度与可靠程度可以得到提高，有必要在出口接地线路合适的配备过渡电阻，所在线路中有金属短路情况，若要使动作有完整的裕度，在计算总结后发现，在是γ14°的时候是最好的。若要使线路出口短路的方向性更加明确，有必要采用记忆电压，这样就是在故障前母线电压比故障以后更加合适。 图1 多边形保护图 2 风电场并网对电网继电保护影响 2.1 对安全自动装置的影响 在风电场规模越来越大的同时，如果联络线已经形成跳开动作，风机会开始运行，这样就不会对检同期的成功几率进行全面的保障，从而会导致检同期的重合闸无法正常进行重合，进一步致使风电脱网的问题出现，风电场不能够对电力系统提供必要的短路反馈电流，使得联络线路保护的能力有所下降，进而保护装置不正确动作指令出现，有利于设置固定的馈线保护，然后使保护的性能得到一定程度的提升。 2.2 对电流保护影响分析 在风电保护系统内主要是通过组合的方式对电流进行保护，对内容不同的机组发电系统出现问题而产生的电流变化也有一定程度的差别，而且不同机组的相同之处就是电流变化的时间间隔比较短，在对接入点进行研究能够发现，在出现问题位置出现变化的时候，电路系统重的电流会发生变化，而且和线路有紧密的联系。在机组上网位置转移到出现问题的范围内，发电机组的电流会形成磁场，这会一定程度的只是相接近的线路出现比较突出的感应电流增量，在机组上网在出现问题范围下方的时候，会导致线路的电流变化不正常，使线路出现损害。 2.3 对电网继电保护的具体影响 若有线路出现接地问题的时候，风电场发电机组的零序电路保护会开始工作，进行跳闸动作使电流切断。而零序电流固定参数要符合相关标准，延时整定时间避免。零序保护的灵敏系数会出现下降，若风电场已经是满发的情况，零序保护所受到的影响也会变大，其灵敏度会一定程度的降低，在支路与线路距离近，所以灵敏度变化幅度也变大。 在启动原件的保护配置分析中，启动原件主要是对启动判定保护以及稳定条件破坏判定，在分析距离原件的过程中，风电场相关线路的全部相同距离以及接地距离都是不一致的，距离原件主要的作用是对保护设备与故障单位间的距离进行科学的计算。 风电场对于线路重合闸的影响主要是在风电系统接入的过程中，会对重合闸的动作模式进行干扰，而且在系统中的线路主要是按照具体状况进行选择重合闸的方法，若风电场与电网运行是并列的，重合闸的方法有必要经过缜密的分析，对两侧的情况进行确定。若线路一侧没有电压，就可以采用检同期重合闸的方法。 3 提升大容量风电接入后继电保护性能的措施 3.1 提出针对性的故障穿越要求 提升风电系统容量后对于继电保护的重复抵抗力有了更加严格的要求，若要保证电网的可靠与温定，有必要设计出能够满足多次电压穿越的继电保护系统，若要对风机保护进行注重，有必要把持续时间提高到135毫秒，这样就能够比最短的时间内做出反应，并有效的使电网运行的压力得到降低，使电网运行的可靠程度得到有效的提升。 3.2 提升故障切除速度 大容量风电引入后，如果直接面对用户的配电系统不能及时处理故障，将会导致停电等管理事故，从而影响社会的生产和生活，有必要加快故障排除的速度，电流采集系统应采用电阻接地方式，并配备单相接地故障保护，对于那些已经投入使用但没有采用电阻接地方法，可以设置小电流接地线选择装置来快速排除或隔离故障。
风力发电场的主要环境问题
收稿日期:2004-05-24 作者简介:赵大庆(1963-),男,辽宁沈阳人,高级工程师。 ?问题探讨? 风力发电场的主要环境问题 Main Environmental Problem of Wind Electric Power Generation Field 赵大庆1 王 莹2 韩玺山1 (1.辽宁省气象局 沈阳 110001);(2.沈阳环境科学研究院 沈阳 110016) 摘要 本文介绍了风电场建设时周边环境的有利、不利影响及风力发电场选址的气象、社会自然条件,并就此提出建议。 关键词 风电场 影响 气象 Abstract The article introduces the construction of wind electric power generation field that is influenced by the ad 2vanced and disadvanced conditions surrounding and its conditions of meteorology 、society and nature ,then provides the sug 2gestions. K ey words Wind E lectric Power Generation Field E ffect Meteorology 目前从世界各地来看,利用风能发电是开发新 能源、改善环境的重要组成部分。从90年代起辽宁省在利用风能等新能源方面有较大的进展。从全省风能分布看,资源量较大区主要集中在沿海及西北部干旱地区,到目前已建成风场8处,在建风场4处,待建风场有6处。 1 风电场的环境问题 风电场建设对周边环境影响可分为有利影响和不利影响。1.1 有利影响 (1)充分利用风能资源,减少常规能源的消耗,符合国家能源改革的方向。而且风能又是可再生能源(即在同一地点相距6～8倍风轮高度的距离后风能又达到原值)。取之不尽,用之不竭。 (2)风力发电场对比同规模使用燃煤电厂其向大气排放的污染物为零,实现固体、气体零排放。对保护大气环境有积极作用。 (3)风力发电场比燃煤电厂可节省大量淡水资源,减少水环境污染。特别是对缺少淡水资源的沿海及干旱地区更重要。 (4)在沿海及旅游区风力机群也是一道风景线,可在一定程度上反映经济、文化、环境相融洽的程度。 (5)通过实物教育,可增强公众开发自然资源、 保护环境的意识。 (6)建设风力电场对发展沿海经济有重大意义。如建海产冷库、开展海水淡化、进行电量季节调峰等都起到关键作用。1.2 不利影响1.2.1 噪声是公众关心的一个重要问题 风力发电机的噪声是来源于经过叶片的气流和风轮产生的尾流所形成,其强度依赖于叶尖线速度和叶片的空气动力负荷,这种噪声源与风力发电机的机型及塔架设计有关。噪声影响分为单机影响和机群影响。 单机噪声:为了达到距风机150m 处的噪声值小于45dB (A )的要求,厂商在制造时就采取了以下措施,风电机选用隔音防震型,变速齿轮箱为减噪型,叶片用减速叶片等。一般所用风机风轮转速在27r/min ,产生的噪声较小,据厂家介绍,离风机50～150m 范围内,噪声级分别为53～33dB (A )。 机群噪声:风力发电机机群的排列,是经过风洞试验后确定的,即风机行距在6D (D 为风轮直径),间距在4D ～6D 风速又恢复到常态,即噪声强度也随着风速减小而明显衰减。因此不存在风力机群噪声总合影响的问题。 本底噪声:风力发电场因考虑风能资源,大多 — 66—环境保护科学 第31卷 总第129期 2005年6月
最新风电场继电保护规程正文
1 范围 本规程适用于国电重庆风电开发有限公司大堡梁风电场110KV及35KV二次设备的运行。 2 规范性引用文件 2.1 DL 400-91 继电保护和安全自动装置技术规程. 2.2 继电保护及安全自动装置运行管理规程 2.3 继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定 2.4 DL/T 587-1996 微机继电保护装置运行管理规程 2.5 微机线路保护装置通用技术条件 2.6 DL 478-92 静态继电保护及安全自动装置通用技术条 3 装置运行管理 3.1 装置运行通则 3.1.1 处于运行状态（包括热备用）的一次电气设备必须有可靠的保护装置，不允许无保护运行。 3.1.2 未经一次电流和工作电压检验的保护装置，不得投入运行；在给保护做向量检查时（此时保护可不退出），必须有能够保证切除故障的后备保护。 3.1.3 运行值班员应注意： 3.1.3.1 凡接有交流电压的保护装置均有可能因失压而不正确动作。因此，在操作过程中,不允许装置失去交流电压。 3.1.3.2 正常情况下应保证双母线所接元件的保护装置交流电压取自该元件所在母线的电压互感器。 3.1.3.3 在进行电压互感器倒闸操作时，必须防止二次向一次反充电。 3.1.3.4 如高压设备无电气量瞬动保护，则不允许充电。 3.1.3.5 线路及备用设备充电运行时，应将电源侧断路器的重合闸和备用电源自动投入装置临时退出运行。 3.2 纵联保护的运行规定： 3.2.1 联络线两侧保护的纵联功能必须同时投入或退出。运行人员应密切配合当值调度员，尽量缩短两侧投、停收发信机以及投、退保护压板的操作时差。 3.2.2 纵联保护装置出现故障信号时，运行人员应立即报告所属调度，由调度下令停用两侧纵联保护功能并通知有关部门。 3.3 母线保护的运行规定 3.3.1 当站内一次系统有工作或操作时，不允许母线保护退出运行。 3.3.2 当出现下列情况时，应立即退出母线保护，并汇报相应调度尽快处理：3.3.2.1 差动回路二次差电流大于现场规程规定的毫安值时；
风电并网对电网的影响及其策略
风电并网对电网的影响及其策略-机电论文 风电并网对电网的影响及其策略 李梦云 （武汉理工大学自动化学院，湖北武汉430070） 【摘要】目前，中国风电已超核电成为第三大主力电源。但风力电场等分布式电源对电力网络的日益渗透的同时，给现代电力系统带来了很多方面的影响，比如改变了电力网络中能量传递的单向性，对现有配电网的稳定性产生较大的影响（尤其是对电网电压稳定性的影响）。因此，对风电并入配电网后产生的影响及其应对策略进行相关的研究是非常具有现实意义的。介绍了风力发电目前的发展状况和风电接入电网后对电力系统带来的影响，尤其是针对风电场并网后对电网的稳态电压的稳定性，以风速和风电机组的功率因数作为影响因素，从原理上，分别分析其对含风电场的电网的稳态电压的影响。最后在此基础上，提出初步的应对策略。 关键词风力发电；电网；稳态电压；影响；策略 0 前言 随着日益增长的电力负荷、能源的短缺、环境恶化的愈发严重，以及用户要求电能质量的提高，大家越来越关注DG（分布式发电）。研究表明，分布式发电的发展可以反映能源的综合运用、电力行业的服务程度和环境保护的提升。尤其是其中的风力资源，因为其是可再生能源、开发潜力大、环境和经济效益好，因此得到了广泛的应用，使风力发电成为分布式发电中重要的发展方向，同时也使其成为一种当今新型能源中发展迅速的发电方式。 1 风电并网对电力系统的影响
风电场并入配电网，使输电网对部分地区的电力输送压力得到缓解和电力系统的网损得到改善的同时，也对电力系统产生了许多不好的影响如电压波动、闪变等。 同时由于风具有随机性，其输入电网的有功和无功有很大的波动性。风速的不可预测这一特性，使我们不能对风电进行准确而又可靠地出力预测，我们需要更加注重负荷跟踪、备用容量等，提高了风电场的运行成本。 风电并网增加电力系统调峰调频的难度，不仅需要风电场容量，而且需要风电场快速响应负荷变化；风电机组并网时，会不可避免的对电网有冲击电流。风电场与电网的联络线的潮流的双向性，使并网后的电网的继电保护的保护配置提高了要求。 2 风电并网对电网电压的影响 配电网的电压分布情况由电力系统的潮流所决定，当电力网络中电源功率和负荷发生变化时，将会引发电力网络各个母线的节点产生变化。对风电并网的配电网来说，风电场的功率的波动会影响电网电压出现偏移。由于风电场接入配电网后，风电场的接入点的变化、有功功率和无功功率的不平衡等，会导致无功功率从无功源流向负荷。风电场的电压偏移会影响风电场的接入容量和风电并网后电力系统的安全运行。 2.1 风速变化对配电网电压的影响 将接入风电场的配电网系统的供电线路作等值电路，则风电场并网点至无限大系统两端的电压降落为： U1-U2=I(R1+R2+jX1+ jX2) （1） 上式中，U1为风电场的输出电压，U2为电网电压，R1、X1表示风电场的电
并网风电场继电保护配置及整定技术规范(第四次会议讨论稿)
1 目 次 前言 (Ⅱ) 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (1) 4总则 (2) 5继电保护配置原则 (2) 6继电保护整定原则 (6) 7整定管理 (11)
并网风电场继电保护配置及整定技术规范 1 范围 本标准结合并网风电场（含风电机组、汇集线路及升压站等）实际情况，对各类继电保护的配置及整定原则进行了规定。 通过110kV及以上电压等级送出线路与电网连接的风电场应执行本标准，通过其它电压等级送出线路与电网连接的风电场可参照执行。 并网风电场继电保护配置及整定相关的科研、设计、制造、施工、调度和运行等单位及部门均应遵守本标准。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 14285 继电保护及安全自动装置技术规程 GB/T 16847 保护用电流互感器暂态特性技术要求 GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定 GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡 DL/T 553-2012 220kV～500kV 电力系统动态记录装置通用技术条件 DL/T 559-2007 220kV～750kV电网继电保护装置运行整定规程 DL/T 866-2004 电流互感器和电压互感器选择及计算导则 3 术语和定义 本标准采用下列术语和定义。 3.1 风电场wind farm；wind power plant 由一批风电机组或风电机组群、汇集线路、主升压变压器及其它设备组成的发电站。3.2 风电场并网点Point of connection of wind farm 风电场升压站高压侧母线或节点。 3.3 风电场送出线路Transmission line of wind farm 从风电场并网点至公共电网的输电线路。 3.4 风电机组/风电场低电压穿越Low voltage ride through of wind turbine/wind farm 当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，风电机组/风电场能够保证不脱网连续运行。 3.5 机组单元变压器 Unit transformer of wind turbine
风力发电对电力系统的影响学习资料
风力发电对电力系统 的影响
风力发电对电力系统的影响 摘要 风力发电总是依赖于气象条件，并逐渐以大规模风电场的形式并入电网，给电网带来各种影响。因此，电网并未专门设计用来接入风电，如果要保持现有的电力供应标准，不可避免地需要进行一些相应的调整。本论文依据正常条例讨论了风电设计和设备网络的开发所遇到的一些问题和解决风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机性的特性，它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、频率和保护等方面带来影响，针对这些问题提出了相应的对策，以期待更好地利用风力发电。 关键词：风力发电；电力系统；影响；风电场 1. 引言 人们普遍接受，可再生能源发电是未来电力的供应。由于电力需求快速增长，对以化石燃料为基础的发电是不可持续的。相反的，风电作为一种有发展前景的可再生能源备受人们关注。当由于工业发展和世界大部分地区经济的增长而引起电力的需求稳步增长时，它有抑制排放和降低不可替代燃料储备消耗的潜力。 当大型风电场（几百兆瓦）成为一个主流时，风力发电越来越受欢迎。2006年间，包括世界上超过70个国家在内的风能发展，装机容量从2005年的59091兆瓦达到74223兆瓦。2006年的巨大增长表明，决策者们开始重视风能
发展能够带来的好处。由于到2020年12%的供电来于1250Gw的安装风电装机，将积累节约10771百万吨的二氧化碳，这个报道是人类减少温室气体排放的一个重要手段。 大型风电场的电力系统具有很高的容量、动态随机性能，这将会挑战系统的安全性和可靠性。而提供电力系统清洁能源的同时，风电场也会带来一些对电力系统不利的因素。随着风力发电的膨胀和风电在电力系统中比重的增加，影响将很可能成为风力集成的技术性壁垒。因此，应该探讨其影响并提出解决这些问题的对策。 风能已经从25年前的原型中走了很长的路，而且在未来的二十年里它也会继续前进。有一系列的问题与风电系统的运作和发展。虽然风力发电的渗透可能会取代传统的植物产生大量的能量，关注的重点是风力发电和电网之间的相互作用。本文提供了一个概述风力发电对电力系统的影响，并建议相应的对策来处理这些问题，以适应电力系统中的风力发电。 根据上述问题，本文从总体上讨论了风力发电项目开发过程中遇到的问题，以及在处理项目时，将风电场与电力系统相结合的问题。由于风力发电具有容量大、动态、随机性等特点，其影响主要包括有功、无功功率流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护。针对这些问题，提出相应的对策建议，以适应电力系统的风力发电。 本文的组织如下。第2节给出了风力发电的发展情况。在第3节介绍了风力发电的特点。在4节中，详细讨论了风力发电对电力系统的影响。在第5节中，提出了减少风力发电的影响的对策。最后，第6节总结本文。
风电场对环境的影响研究进展_李国庆
风电场对环境的影响研究进展 李国庆1，李晓兵2,3 (1.鲁东大学资源与环境工程学院，山东烟台264025；2.地表过程与资源生态国家重点实验室，北京100875； 3.北京师范大学资源学院，北京100875) 摘要：风能作为清洁和环境友好的可再生能源，可以减少对化石燃料的依赖，因而近年来发展迅速。但风电设施 在安装和运行过程中，评价其对环境产生的影响却尚未得到足够的重视。本文综述了风电场施工和运行过程对气候变化及陆地生态系统的可能影响，同时探讨了风电设施所产生的噪声污染及辐射效应，认为未来风电研究的重要方向为：①评价风电场对气候的影响，还需要建立或改进更精细的气候模型；②探讨风电场对动物的影响，需要识别到底哪些环境因子对动物活动起到了决定性的作用，这些因子在不同风电场中是否具有普遍性；③分析风电场对植被的影响，需要综合利用遥感监测及生态学调查方法，才能准确识别不同陆地生态系统植被对风电场的响应机制；④研究风电场对生态系统碳、氮循环的影响，要加强地表实测数据的获取，尤其是连续多年的数据获取，形成长期的观测序列，进行时空尺度的分析；⑤风电场在全球不同区域，对各环境要素的影响并不完全一致，通过对典型区域的研究来反映风电场对环境影响的共性问题，是目前较为可行的方法；⑥在确保风能作为新能源发展重点的同时，还需保护整个陆地生态系统的生产力和生物多样性，在此基础上才能准确评价、处理风电场与可持续发展的关系；⑦在风电场建设前的环评阶段，需要补充完善现有环评导则和标准，充分考虑风能、太阳能等新兴能源对环境长期而复杂的影响；⑧中国作为世界风能利用的第一大国，需要适时建立长期定位观测试验站，以期开展风电场对环境影响的定量化、全过程、时空尺度的细致研究。本文可为人类科学合理的利用风能、处理风电场建设与可持续发展的关系是提供一些思路。 关键词：风电场；环境影响；全球变化；陆地生态系统；研究进展 1引言 由于化石能源的不可再生性及其燃烧带来的环境问题日益加剧，清洁能源越来越被各国政府和民众所接受(Dincer et al,2015)。从全球的清洁能源利用发展来看，风能作为一种清洁能源，越来越受到广泛重视(Garrigle et al,2015;Phillips,2015)。2010-2015年间，全球风能发电量以年均30%的速度增长，预计到2020年，风能将占全球总能源的5%(Herbert et al,2007)。中国的清洁能源政策也逐步向风能方向倾斜(McElroy et al,2009)，自2008年 起，中国风力发电机的已有装机容量和装机速度一直稳居世界第一位，风能未来将在中国能源结构中占据重要地位(Xu et al,2010;Feng et al,2015)。风电场建立之初，研究人员和政府部门更关注于风电的节能减排作用，由于风电场对环境的影响是一个长期渐变和难以衡量的过程，致使风电场对环境的影响评价被人为忽视(Leung et al,2012;Sun et al,2015)。由此未来可能会造成灾难性的影响(Leung et al,2012;Armstrong et al,2014;Feng et al,2015)。风能在带来积极环境效应的同时，风电开发和运行对环境的负面影响还需认真思考。风电场对人类 收稿日期：2016-01；修订日期：2016-06。 基金项目：山东省高等学校科技计划项目(J16LH51，J16LH02)；国家重点基础研究发展计划项目(2014CB138803)；国家自然 科学基金项目(41601598)[Foundation:Higher Education Science and Technology Program of Shandong Province,No.J16LH51,No.J16LH02;National Key Basic Research Program of China,No.2014CB138803;National Natural Sci-ence Foundation of China,No.41601598]。 作者简介：李国庆(1982-)，男，讲师，博士，主要从事草原生态遥感、湿地环境遥感等方面研究，E-mail:ligqing@https://www.360docs.net/doc/279761989.html, 。 1017-1026页 第35卷第8期2016年8月 地理科学进展 Progress in Geography V ol.35,No.8Aug.2016 网络出版时间：2016-08-22 11:10:49 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/279761989.html,/kcms/detail/11.3858.P.20160822.1110.022.html
大规模风电接入对继电保护的影响与对策 乔婉玉
大规模风电接入对继电保护的影响与对策乔婉玉 摘要：工业革命促进社会生产力快速发展，将人类带入了工业文明时代。然而 工业进程过程中，需要大量的煤炭、石油等化工能源，这些燃料在燃烧过程中， 向大气排放大量的二氧化碳或者污水，导致环境恶化，资源枯竭。为了保护人类 共同的家园，促进社会经济增长和自然环境协调发展，国家转变产业结构，大力 发展节能产业，近年来国家大力发展太阳能、风能等可再生资源，目前中国已经 是全世界风能发电规模最大、发展最快的国家。然而在具体的运行过程中，风力 发电也遇到了很多问题，主要是继电保护方面。本文首先分析了大规模风电接入 对继电保护所产生的影响，其次为如何将大规模风电完善的接入继电保护提出对策，以供参考。 关键词：风电接入、风力发电；继电保护 继电保护是电力运行过程中的第一道防线，当线路发生故障以后，继电保护 装置能够快速识别并迅速隔离故障，将故障的损失控制在最小的范围内，因此继 电保护装置对电力运输具有重要意义。近年来随着环境问题和世界能源危机爆发，太阳能、风能等一些可再生资源逐渐受到社会的关注，国际社会也大力开发这些 可再生资源。2014年，我国已有风电机组下线并保持运营生产的企业约为26家，全国新增安装风电机组13121台，新增吊装装机容量23196兆瓦，同比增长 44.2%；2015年全国风电新增装机3035万千瓦，同比增长31.5%。大规模的风电 接入对电力系统的影响特别大，将风电并入到继电保护装置，要考虑到智能电网 的兼容性。继电保护装置的故障会随着风电场的接入变化而变化，所以一定要采 取有效的措施，消除风电对继电保护装置的影响。 一、我国风电基本特征 不同的发电厂发电的条件也不一样，我国幅员辽阔，地势西高东低，山地、 平原在国土面积所在的比重不是很大，因此风能发电很容易受到自然条件的限制。比如山地、高原地势的地区，长期处于高原气候环境下，风速不是很稳定，所以 导致风能带动的电能也不稳定，发电量很容易随着风能的变化发生变化。由于自 然天气具有不可测性和不可控性，因此风能发电不可能像水力、火力发电那样采 取有效的措施进行控制，所以风能发电具有很大的不可控性。在运行过程中，无 法根据电能的负荷大小对风力发电进行有效的调整。受到自然条件的限制，风电 发电消耗的时间比较短，每年可以利用的小时数大概是2200小时，占全年总数 的25%。 二、风电机组出现短路故障 电压高的配置电路系统运行会更加稳定。比如330KV以上的主网继电保护配 置比较完善，所以在运行过程中，出现故障的概率比较低，有的事故切除率几乎 达到了100%，如果主网发生了短路的现象，风电场并网点电压必然会受到故障 的影响，故障点的电气距离会给风电运行带来一定的影响。一般情况下，风电场 短路电流与第一次故障会存在一定的差异，自身所具备的LVRT的风电机组也不 一定能够穿越第二次冲击，所以风电机组的短路问题往往与设备的LVRT能力、 风机处理大小和控制方法有关。2011年，某风电场电气设备共发生了90起故障，而且全部都发生了较大规模的风机脱网事故，故障发生的原因主要是单个电缆引 起的，但是因为集电系统保护不合理，导致事故进一步扩大，造成风电机组发生
风电场开发的环境效益及环境影响
风电场开发的环境效益及环境影响 摘要本文主要研究风电开发的环境影响问题,从三个方面进行了分析阐述:1、风电场建设对环境的有利影响;2、风电场建设对环境的不利影响,根据建设过程,分为建设期和运行期2个阶段对产生的主要环境问题进行了分析;3、风电场开发建设对环境影响评估的现状及需要解决的问题。 关键词风电场;环境影响;环境保护 煤炭、石油等能源资源的大量开发利用,不仅严重破坏开采区域的生态环境,而且因大量燃烧化石燃料而排放二氧化碳所引发的全球性气候变化问题,已经引起国际社会的广泛关注。随着社会经济发展水平的提高,人们对环境质量越来越重视,清洁生产和能源规划日益受到人们的重视,特别是自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,做为可再生能源的风力资源以其蕴量巨大、可再生、分布广泛、无污染等优势而在各国迅速发展!1?。 我国是世界上风力资源较为丰富的国家之一,可开发风能资源总量约为10亿千瓦,主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上!2?。我国有海岸线18000多km,岛屿6000多个,由于沿海一带及岛屿风速大,风能蕴藏量丰富,据估计近海风能资源约为陆地的3倍,因此,近海风电开发前景尤为广阔。 随着人类社会的不断进步,人们对风能的利用目的也经历了一个逐步发展的过程。风力发电最初发展的重要推动力是能源危机引起的经济性,现阶段对风电发展最为重要的支持就是人们环境保护的意识进一步加强。人们在可再生清洁能源的利用问题上往往存在一个误区,认为清洁可再生能源的利用当然就是清洁、无污染的,实际上,风电开发在建设和运行过程中都会对环境产生直接和间接的环境的污染和破坏,例如风机噪音、风机对鸟类迁移的影响、风机与周围景观融合等。但是目前风电开发对环境的影响评价分析却建立在很多主观的判断上,缺乏一个相对量化的、比较准确的评价标准。1 风电开发环境影响评估及研究现状 1998年6月1日开始实施的#环境影响评价技术导则非污染生态影响HJ T19-1997?适用于海洋及海岸带开发项目环境影响评价工作中的生态影响评价。 2003年9月1日开始实施的#中华人民共和国环境影响评价法?中明确要求对海域开发规划进行环境影响评价,这是对我国环境影响评价制度的重大完善。 #海洋工程环境影响评价技术导则?(GB T19485% 2004)于2004年9月1日正式实施。#导则?为规范和评价我国的海洋工程环境影响评价技术工作提供了科学依据,对我们进行近海风电场建设的环境影响评价工作具有指导意义。 电力&九五?规划中有关风电等能源开发对生态环境影响的内容较少,无法满足环境评价的要求。 近年来,世界上许多国家在总结环境保护经验教训的基础上,逐步认识到单纯对建设项目进行环境影响评价已经适应不了全面保护环境和自然资源可持续利用的需要。在一些国家所制定的能源规划和战略中已经充分考虑了环境因素,特别是英国的能源政策白皮书,把创造低排放经济作为能源政策的主要目标和出发点。但迄今为止,并没有一个国家对不同类型的规划、尤其是能源规划的环境影响提出一套科学、系统的环境影响评价方法和指标体系。 作为可再生能源,随着国际国内能源日益紧张,风能将在国内,乃至世界能源规划中逐步占据重要位置,为此,对风电开发提出一套科学、系统的环境影响评价方法和指标体系具有重要意义。
风电场继电保护运行管理规定
继电保护运行管理规定 1. 总则 1.1 继电保护是保证系统安全稳定运行和保护电力设备安全的主要装置，是电力系统整体不可缺少的重要组成部分。为加强继电保护的运行管理，结合国家、行业、企业继电保护专业有关规程、标准、规定等，编写本运行管理规定。 1.2 本运行规定适用于内蒙古新锦风力发电有限公司220kV及以上系统。各风电场应遵守本运行管理规定。 2. 继电保护运行基本规定 2.1 任何带电的设备，不允许处于无保护状态下运行。 2.2 一次设备停电后不允许自行在继电保护装置及二次回路上工作，如有需要，必须征得运行同意，履行许可手续。 2.3 设备运行维护单位必须及时编制、修编继电保护现场运行规程，现场值班人员必须严格按现场运行规程进行具体操作。 2.4一次设备停电，保护装置及二次回路无工作时，保护装置可不停用，但其启动或跳其它运行设备的出口压板应解除（停、投现场掌握）。 2.5投入保护装置的顺序为：先投入直流电源，后投入出口压板；停用保护装置的顺序与之相反。 2.6保护装置投跳闸前，运行人员必须检查信号指示正常（包括高频保护通道、差动保护差电流或差电压等），工作后的保护装置还应用高内阻电压表以一端对地测端子电压的方法验证保护装置确实未给出跳闸或合闸脉冲。
2.7厂（站）直流系统接地时，不允许用拉合直流电源的方法寻找接地点。 2.8电流二次回路切换时：应停用相应的保护装置；严禁操作过程中CT开路。 2.9运行中的变压器瓦斯保护与差动保护不得同时停用。 2.10 CT断线时应立即停用变压器差动保护。 2.11复合电压或低电压闭锁的过流保护失去电压时，可不停用，但应及时处理。 2.12变压器阻抗保护不得失去电压，若有可能失去电压时，应停用阻抗保护。 2.13中性点放电间隙保护应在变压器中性点接地刀闸断开后投入，接地刀闸合上前停用。 2.14单母线接线（无分段开关），一次系统和各种操作，母差保护不需要进行任何变动；当分段刀闸断开，用线路对一段母线充电时，应停用母差保护。 2.15正常运行时，解除母线充电保护的压板。经母联（分段）开关向另一条母线充电时：投入母线充电保护的压板。 2.16 PT回路断线时，可不停用母差保护，但应立即处理。 2.17母差保护故障、异常、直流电源消失、交流电流回路断线、差回路的不平衡电流（电压）值超过允许值（由继保人员校验保护后给出，运行人员每班接班时检查）的30%或线路、变压器所联接母线的位置信号指示灯不对应时，应停用母差保护。 2.18配置有失灵保护的元件（开关）停电或其保护装置故障、异常、停用，应解除其起动失灵保护的回路或停用该开关的失灵保护。
风电接入对电网的影响
风电的接入对电网的影响 1.对电网频率的影响 风电出力波动将会产生严重的有功功率平衡问题。风电比例大小对系统调频影响严重，当电力系统中风电装机容量达到一定规模时，风电功率波动或者风电场因故整体退出运行，可能会导致系统有功出力和负荷之间的动态不平衡，当电网其他发电机组不能够快速响应风电功率波动时，则有可能造成系统频率偏差，严重时可能导致系统频率越限，进而危及电网安全运行[1]。因此，始终保持电力系统频率在允许的很小范围内波动，是电力系统运行控制的最基本目标，也是电力调度自动化系统的最重要任务。电力系统正常运行时，频率始终保持在50Hz±0.2Hz 的范围内，当采用现代自动调频装置时，误差可以不超过0.05～0.15Hz。 2.对电网电压的影响 风电场并入电网后，由于风电具有间歇性和随机性的特点，使得当风电功率变化时，电网电压也将随之发生波动。随着风电注入功率的增加，风电场附近局部电网的电压和联络线功率将会超出安全范围，严重时会导致电压崩溃。影响电压波动有很多因素,例如风电机组类型、风况、所接入电网的状况和策略等,但最根本的原因是风速的波动带来的并网风电机组输出功率的变化。系统要求节点电压与额定值的偏差不允许超过一定的范围。因此,必须釆取适当的措施来防止偏差过大，维持系统的节点电压在限定的范围之内，防止与额定值的偏差超过允许范围。风电接入系统的所带来的电压与无功功率问题亟待解决。 综上所述，为保证大规模风电接入后电网的安全稳定运行，风电接入后的电网运行控制技术越来越重要，电网的稳定控制技术、运行控制技术、优化调度技术以及风电与电网的协调控制技术将成为风电并网控制技术中的关键技术[2,3]。 [1] 计崔. 大型风力发电场并网接入运行问题综述[J]. 华东电力, 2008, 36(10): 71-73. [2] 耿华, 杨耕, 马小亮. 并网型风力发电机组的控制技术综述[J]. 电力电子技术, 2007, 40(6): 33-36. [3] 王伟胜, 范高锋, 赵海翔. 风电场并网技术规定比较及其综合控制系统初探 [J]. 电网技术, 2007, 31(18): 73-77.
希拉图风电场风电技术监督固定工作范围及内容.doc
希拉图风电场风电技术监督固定工作范围及内容 目录 一风机控制技术监督内容一览表 二继电保护技术监督内容一览表 三金属技术监督内容一览表 四电测计量技术监督内容一览表 五电能质量技术监督内容一览表 六化学技术监督内容一览表 七监控及自动化技术监督内容一览表 八绝缘技术监督内容一览表
希拉图风电场技术监督工作网络图 副总经理 (贾宇) 厂长 （王志军） 值长 （苏俊平） 风机控制继电保护金属技术电测计量电能质量化学技术监控及自绝缘技术 技术监督技术监督监督技术监督技术监督监督动化技术监督 （贺天乐）（文峰）（张俊峰）（岳俊敏）（杨康）（于海）（任柏文）（王畴淞）
风机控制技术监督内容一览表 名称 1总结会议 2交流培训 3事故分析 4春检预试检查工作内容工作标准或要求 组织参加电力部门召开的风力发电机组技术监督年会，对设备的缺陷进提交会议纪要 行统计，对包括风机在内的轴系轴承、齿轮箱、发电机、液压系统、偏 航系统、变桨系统、塔筒叶片机舱及控制系统进行技术监督统计，并分 析原因，提出改进意见。总结工作、交流经验，提出下一步的工作重点。 风机运维人员专业技术工作会和培训班：针对现场存在的实际技术问提供技术资料 题，有侧重地组织专题研讨会或培训班。 组织专业人员到风电场进行技术交流。 风机内部各组成部分的异常问题分析和处理：参加风机常见故障和特殊提交书面报告 情况的故障分析，并协助解决现场实际问题，提出分析报告，提出反事 故措施。 协助解决上述工作范围内设备日常运行中发现的疑难技术问题。提供技 术咨询方式包括：电话答复、传真答复、现场调查分析处理、甲方组织 的外出调研。 设备检修时定检项目试验的检查：对于风机的检修项目进行重点的过检修前提交书面建议，检修 完成时间 一般在一季度完成， 或根据电力行业的工 作要求安排进行 每年不少于一次 需要（出现问题）时 检修时
风电场运行规程(最新版)
风电场运行规程(最新版)
程
贺兰山风电厂运行规程 目录 目录 第一篇风机及配套设备主要系统 第一章、风力发电机系统介绍 第二章、 VESTAS风机主要系统介绍和技术规范，技术参数说明 第三章、箱式变压器主要系统介绍和技术规范，技术参数说明 第四章、架空线路主要系统介绍和技术规范和技术规范，技术参数说明 第二篇风机及配套设备正常运行 第一章、GAMESA风电机组的正常运行 第二章、VESTAS风电机组的正常运行 第三章、箱式变压器的正常运行 第四章、线路的正常运行 第五章、线路的正常运行 第三篇风机及配套设备的异常运行和事故处理 第一章、风电场异常运行与事故处理基本原则和要求 第二章、风电机组异常运行及事故处理
前言 一、范围 本规程给出了对宁夏贺兰山风电厂设备和运行人员的要求，规定了正常运行、维护的内容和操作方法及事故处理的原则和操作方法。本规程适用于Gamesa Eolica S.A.公司生产的G52/G58-850kW风力发电机和Vestas公司生产的V52 -850kW风力发电机。 二、引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。 DL/T666-1999 风力发电场运行规程 DL/T797-2001 风力发电场检修规程 DL769-2001 风力发电场安全规程 GB14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程。 DL408-91 电业安全工作规程（发电厂和变电所部分） DL409-91电业安全工作规程（电力线路部分） DL/T572-95电力变压器运行规程 DL/T596-1996电力设备预防性试验规程 DL/T620-97交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL5027-93电力设备典型消防规程 SD292-88架空配电线路及设备运行规程 电力工业部（79）电生字53号电力电缆运行规程
风力发电对电力系统运行的影响
风力发电对电力系统运行的影响 摘要:风力发电作为一种绿色能源有着改善能源结构，经济环保等方而的优势，也是未来能源电力发展的一个趋势，但风力发电技术要具备与传统发电技术相当的竞争力，还存在一些问题有待解决，本文从风力发电对电力系统的影响入手，总结了风电网并入电网主要面临的一些技术问题，如风力发电场的规模问题，对电能质量的影响，对稳定性的影响，对保护装置的影响等;然后针对这此技术问题，综合比较了各国研究和工程技术人员在理论和实际运行方面的相关解决方案，指出各方案的优缺点，期待更加成熟的风力发电技术的形成，以建设我国具有自主产权的风电产业。 关键词:风力发电，电能质量，稳定性，解决方案 0引言能源是推动社会进步和人类赖以生存的物质基础。目前，全球能源消耗速度逐年递增，大量能源的消耗，已带来十分严重的环境问题，如气候变暖、生态破坏、大气污染等，并且传统的化石能源储量有限，过度的开采利用将加速其耗竭的速度。在中国由于长期发电结构不合理，火电所占比例过大，由此带来了日益严重的燃料资源缺乏和环境污染问题。对于可再生能源的开发和利用变得颇为急切。 在各种可再生能源利用中，风能具有很强的竟争力。风能发电在技术上日趋成熟，商业化应用不断提高，是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。经济性方面，风力发电成本不断降低，同时常规能源发电由于环保要求增高使得成本进一步增加;而且随着技术的进步，风力发电的成本将有进一步降低的巨大潜力。 我国的海洋和陆地风能资源很丰富，江苏位于东南沿海，海上风能资源有很大的开发潜力。江苏省如东县建设了我国第一个风电场特许权示范项目。该项目是国内迄今为止最大的风电场项目，其一期建设规模为100MW，单机容量1MW，100台风机，全部采用双馈感应发电机。江苏省盐城也正在准备建风电场，但目前江苏乃至全国的风力发电技术都还不成熟。 大规模的风力发电必须要实现并网运行。风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容，是风力发电技术的三大课题之一(其余两项为风能储量调查与风力发电机组技术)。尽管欧美的风电大国对风力发电的建设和运行已经有一些实际经验和技术规定，但由于和我国电网结构的实际情祝差别很大，并不能完全适合我国的情况。本文主要介绍风力风电并网对电力系统的影响。 1风力发电对电力系统的影响 风力发电在电力中的比例逐年增加，而在风力资源丰富地区，电网往往较弱，风力发电对电网间的影响也是应该考虑的问题。风电场并入电网主要会面临以下一些技术问题：风力发电场的规模问题，对电能质量的影响，对稳定性的影响，对保护装置的影响等。 1.1风力发电场的规模问题 目前，我国正在进行全国电网互联，电网规模日益增大。对于接入到大电网的风电场，其容量在电网总装机容量中占的比例很小，风电功率的注入对电网频率影响甚微，不是制约风电场规模的主要问题。然而，风能资源丰富的地区人口稀少，负荷量小，电网结构相对薄弱，风电功率的注入改变了电网的潮流分布，对局部电网的节点电压产生较大的影响，成为制约风电场规模的重要问题。 风力发电的原动力是自然风，因此风电场的选址主要受风资源分布的限制，在规划建设风电场时，首先要考虑风能储量和地理条件。然而风力资源较好的地区往往人口稀少，负荷量小，电网结构相对薄弱，风电功率的注入改变了局部电网的潮流分布，对局部电网的电压质量和稳定性有很大影响，限制了风电场接入系统的方式和规模。 另外风力发电的原动力是不可控的，它是否处于发电状态以及出力的大小都决定于风速的状况，风速的不稳定性和间歇性决定了风电机组的出力也具有波动性和间歇性的特点。在现有的技术水平下风力发电还无法准确预报，因此风电基木上是不可调度的。从电网的角度看，并网运行的风电场相当于一个具有随机性的扰动源，对电网的可靠运行造成一定的影响。由此可见，确定一个给定电网最大能够承受的风电注入功率成为风电场规划设计阶段迫切需要解决的问题。 1.2对电能质量的影响 风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动和闪变、谐波以及周期性电压脉动等。电压波动和闪变是风力发电对电网电能质量的主要负面影响之一。电压波动的危害表现在照明灯光闪烁、电视机画面质量下降、电动机转速不均匀和影响电子仪器、计算机、自动控制设备的正常工况等。影响风力发电产生波动和闪变的因素有很多：随着风速的增大，风电机组产生的电压波动和闪变也不断增大。并网风电机组在启动、停止和发电机切换过程中也产生电压波动和闪变。风电机组公共连接点短路比越大，风电机组引起的电压波动和闪变越小。另外，风电机组中的电力电子控制装置如果设计不当，将会向电网注入谐波电流，引起电压波形发生不可接受的畸变，并可能引发由谐振带来的潜在问题。 异步电机作为发电机运行时，没有独立的励磁装置，并网前发电机本身没有电压，因此并网时必然伴随一个过渡过程，流过5~6倍额定电流的冲击电流，一般经过几百毫秒后转入稳态。风力发电机组与大电网并联时，合闸瞬间的冲击电流对发电机及电网系统安全运行不会有太大影响。但对小容量的电网而言，风电场并网瞬间将会造成电网电压的大幅度下跌，从而影响接在同一电网上的其他电器设备的正常运行，甚至会影响到整个电网的稳定与安全。 1.3对稳定性的影响 风力发电通常接入到电网的末端，改变了配电网功率单向流动的特点，使潮流流向和分布发生改变，这在原有电网的规划和设计时是没有预先考虑的。因此，随着风电注入功率的增加，风电场附近局部电网的电压和联络线功率将会超出安全范