今天分享的是:新能源发电电压 频率保护问题的思考
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新能源发电电压/频率保护问题及优化方案总结
在新能源发电领域,分布式电源、集中式风电场与光伏电站普遍配置电压/频率保护,其核心作用是防孤岛与外部故障保护,能在非计划孤岛运行及外部故障时解列电源机组,避免电压频率异常危害设备与人员安全、阻碍重合闸等问题。不过,该保护存在无选择性的固有缺陷,难以兼顾大电网扰动不误动与本地故障快速动作的需求,国际上已多次发生系统扰动时保护误动致新能源大面积脱网事故,防孤岛保护也因此成为继电保护领域亟待解决的难题。
不同类型新能源发电的电压/频率保护有明确标准要求。如分布式电源遵循GB/T33593,在不同并网点电压和电网频率下有对应的动作时限与运行要求;集中式光伏电站依GB/T19964,风电机组按GB/T19963.1配置保护,二者电压、频率穿越及保护动作时间有具体规定。
系统扰动对电压/频率保护影响显著。大电网功率大幅扰动时,电压频率波动易超保护动作时限致误动,加剧系统功率不平衡;主网故障、相邻线路故障会使配电网电压暂降且恢复缓慢,增加保护误动风险;本线路故障时,单相故障可能让保护拒动,非计划孤岛运行中功率平衡与否也会影响保护动作情况。
针对这些问题,各国及地区采取了多种优化方案。希腊延长保护最小动作时间并调整动作定值;美国IEEE1547标准迭代,将电压、频率保护动作时限大幅延长,还细分动作特性类别;英国也延长保护动作时间,引入频率变化率保护。同时,还提出延长电压/频率保护动作时间、采用故障量加速措施、研发信号注入及协同注入防孤岛保护技术、基于通信的防孤岛保护技术等改进方向。山东电网结合自身新能源装机情况,形成系统性综合方案,通过延长动作时间、增加加速判据、提升动作门槛、推广新型保护技术等保障电网安全稳定。
综上,需通过优化现有保护整定、研发新型保护技术,平衡新能源发电安全运行与电网稳定性,推动新能源发电领域健康发展。
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