风电接入对继电保护影响分析——风电场线路距离保护研究

"风电接入对继电保护的影响（六）——风电场送出线路距离保护影响分析" 这篇技术文章探讨了风电场接入电力系统后对继电保护系统，特别是距离保护元件造成的影响。随着我国风电装机容量的快速增长，风电安全并网及故障处理成为关键问题。然而，风电场在故障期间的电磁暂态特性与传统电网存在显著差异，这可能导致传统的继电保护设备无法正常工作。 文章首先介绍了双馈式风电机组（DFIG）的基本原理，通过在转子转速旋转磁场坐标下的简化三阶动态模型，分析了感应发电机的暂态等值电路。在这一过程中，风电场送出线路的电压和电流主要频率成分因风电机组转速的变化而不再是恒定的工频，电流频率范围在35~65Hz之间，而电压通常能被系统支撑维持在工频。 由于风电场侧的电压和电流频率不一致，基于工频傅氏算法的相量距离保护元件可能会受到影响，其动作性能可能变得不可靠。文章提出了使用Prony等算法来提取保护安装处电压、电流的工频和转速频率分量，以更准确地计算故障线路阻抗。此外，基于线路时域微分方程模型的解微分方程算法距离元件不受信号频率影响，因此在这种情况下可能更为适用。 为了验证分析的正确性，文章利用PSCAD/EMTDC软件进行了电磁暂态仿真。通过建立一个50MW双馈式风电场的集中式接入仿真系统，模拟了系统侧和风电场侧的电流响应，显示了在故障情况下风电场与系统电流的不同动态特性。 在分析过程中，作者指出现有保护装置在风电送出系统故障时的行为难以预测，仅依赖于故障后的保护动作记录不足以评估其适用性。因此，需要更深入的研究来提出针对风电场的改进保护策略。 总结来说，文章揭示了风电接入对继电保护系统，尤其是距离保护的影响，强调了频率不一致问题，并提出了相应的解决方法。这对于优化风电并网的保护措施，确保电力系统稳定运行具有重要意义。