风电接入系统如何影响继电保护?

　　为什么要研究含风电系统的继电保护适应性？
　　A
　　继电保护反应故障特征动作,故障特征取决于系统中的电源和网络拓扑。目前的保护装置适应于同步机作为电源的系统,由于风电电源的对故障的响应与传统同步机不同,因此有必要研究现有继电保护原理与判据对于含风电系统的适应性。
　　Q
　　含风电系统与传统电网故障特征的差异是什么？
　　A
　　由于风电电源结构和控制方式的特殊性,它们具有与同步机电源不同的故障特征,如图1所示。
　　无论双馈还是直驱风机,故障过程中为保护变流器安全,提供短路电流的能力有限,表现为弱馈特征如图1(a);电力电子器件开关及控制系统作用引入大量谐波如图1(b);低电压穿越等故障暂态控制使得风电机组等效阻抗随时间变化,由于控制主要作用于正序分量,因此正序负序阻抗相差较大如图1(c)。此外双馈风电系统因异步电机的存在,而在某些故障类型下表现出电流频率偏移特征如图1(d)。风电电源上述有别于同步机系统的故障特征,使得目前的继电保护原理可能存在适应性问题,即存在误动或拒动可能性。 　　Q
　　应该从哪些方面着手来研究现有继电保护原理对含风电系统的适应性？
　　A
　　首先,理论分析现有保护原理与判据的适用条件,即它们能够反应的故障特征;其次,分析现有保护所反应的这些故障特征在风电系统中是否存在,初步得出保护适应性结论;最后,根据仿真数据和现场录波数据验证理论分析的正确性。
　　Q
　　现有保护在含风电系统中的适应性如何？
　　A
　　如下从单端量保护、双端量保护、零序保护的角度,简析现有保护的适应性。
　　一、单端量保护
　　1)距离元件
　　距离元件是距离保护的测量元件,实现方式可分为测距式和补偿式。测距式距离元件通过计算故障点到保护安装处的距离判别区内外故障,如工频量距离、时域距离等。补偿式距离元件通过比较保护范围末端电气量的幅值或相位关系来构成保护判据,如工频变化量距离、比相式距离。
　　工频量距离元件和比相式距离元件利用工频全量,面向被保护线路,与背侧系统阻抗无关。但由于存在相量提取环节,理论上将受谐波与频率偏移的影响。