Компания

В настоящее время наблюдается активное внедрение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергосистему РФ. Значительная часть ВИЭ интегрируется в энергосистему посредством инверторных преобразователей. Внедрение генерирующих установок с инверторами (ГУИ) приводит к изменению электрических режимов сети и, как следствие, сказывается на функционировании устройств релейной защиты и автоматики (РЗА).

В статье приводится анализ возможности адаптации традиционных алгоритмов РЗА на объектах с ВИЭ и концепция формирования защит для таких объектов.

Авторы:

  • Ефремов В. А.
  • Ефремов А. В.
  • Петрушков М. Ю.
  • Смирнов С. Ю.

Международное агентство по возобновляемым источникам энергии IRENA приводит данные, по которым к концу 2023 г. на долю возобновляемых источников энергии приходилось 43% мировой установленной мощности [1]. За 2023 г. введено 473 ГВт, из которых 346 ГВт пришлось на солнечные электростанции (СЭС) и 116 ГВт — на ветряные электростанции (ВЭС). На сегодняшний день существует устойчивый тренд по внедрению объектов ВИЭ и в энергосистему России [2]. Согласно информационному обзору рынка ВИЭ по итогам 4-го квартала 2023 года, выполненному ассоциацией развития возобновляемой энергетики России, объём мощностей ВИЭ, введённых в эксплуатацию в единой энергосистеме, составил 340,3 МВт, а суммарный объем достиг 6,18 ГВт. К 2030 году запланировано удвоить объем ВИЭ-генерации. При этом необходимо отметить, что основной прирост мощностей ВИЭ приходится на ВЭС и СЭС.

Современные типы ветровых (ВЭУ) и фотоэлектрических электроустановок (ФЭУ) подключаются к сети переменного тока через полупроводниковые инверторные преобразователи. Характерной особенностью инверторных преобразователей является незначительное изменение величины тока на его выходе в аварийных режимах при изменении внешнего сопротивления в широком диапазоне. Внутреннее сопротивление инверторного преобразователя значительно превосходит сопротивление внешней сети, то есть для внешней сети инверторные преобразователи являются, по сути, источниками тока. Наличие инверторного преобразователя в схеме подключения ВЭС, СЭС к сети обуславливает отличие режимных значений токов подпитки короткого замыкания (КЗ) и системных параметров энергосистем, которые имеют нелинейные характеристики и многократно большие сопротивления источников по сравнению с традиционными сетями [3].

Рис. 1. Схема системы с подключенным ВИЭ. Фото: © relematika.ru

Интеграция ВЭС/СЭС с использованием инверторов в значительной степени изменяет условия функционирования релейной защиты линий, отходящих от подстанций с ВЭС/СЭС. Применение существующих функций РЗА на линиях с ВЭС/СЭС проблематично, поскольку это приводит не только к снижению чувствительности, но и полному отказу в срабатывании. В статье приведён анализ информационных параметров для РЗА и способы использования измерительных органов (ИО) тока и напряжения для защит линий, отходящих от ВЭС/СЭС с инверторными преобразователями.

Информационные параметры для целей РЗА

Рис. 2. Расчетная однолинейная модель для объекта с ВИЭ. Фото: © relematika.ru

Современная классическая РЗА во многом базируется на реагировании на величины токов, напряжений и их симметричные составляющие. На базе аварийных составляющих, которые формируются по величинам токов и напряжений текущего и предшествующего режимов, могут быть построены устройства РЗА с адаптивными алгоритмами [4], являющиеся по своей сути вторым поколением классических защит. На рис. 1 приведена структурная схема энергообъекта с подключённым к нему ВИЭ. Если в качестве ВИЭ выступает ВЭС, то после ветрогенератора должен быть установлен выпрямитель и накопитель, а при наличии СЭС необходимость в выпрямителе отпадает. В любом случае с точки зрения работы РЗА на стороне высшего напряжения трансформатора связи необходимо учитывать инверторный преобразователь, который передаёт мощность от ВИЭ в сеть посредством трёхфазной симметричной системы токов и напряжений. Очень важным моментом для РЗА является заземление нейтрального вывода трансформатора связи. Расчётная однолинейная модель для схемы на рис. 1 приведена на рис. 2. Инверторный преобразователь с точки зрения имитационного моделирования представляет собой источник тока, зависимый от внешнего напряжения сети. Эквивалентное сопротивление относительно шин подстанции с ВИЭ определяется внутренним сопротивлением инверторного преобразователя, используемого при подключении ВЭС/СЭС к сети, которое в значительной степени превышает сопротивление остальной внешней сети. Поэтому для внешней сети, в т. ч. для питающей подстанции со стороны системы, такие энергообъекты выступают в роли подключённого управляемого источника тока, а не в качестве источника электродвижущей силы (ЭДС), что характерно для питающей подстанции. Следует отметить, что вся релейная защита и электроавтоматика до сих пор строилась на предположении, что источниками в энергосистеме являются только идеализированные ЭДС [5].

Рис. 3. Схемные модели для расчета симметричных составляющих прямой (а), обратной (б) и нулевой (с1,с2) последовательностей для объекта с ВИЭ. Фото: © relematika.ru

На рис. 3. приведены схемные модели для расчёта симметричных составляющих прямой (рис. 3, а), обратной (рис. 3, б) и нулевой (рис. 3, в1 и рис. 3, в2) последовательностей. В этих схемах ВИЭ показан как источник тока, величина тока прямой последовательности которого примерно равна току предшествующего нагрузочного режима I1≈Iпр и меняется в незначительных пределах в зависимости от приложенного напряжения сети. Величины эквивалентных сопротивлений всех последовательностей (Z1, Z2, Z0), на рис. 3, а, рис. 3, б, и рис. 3, в1 имеют несоизмеримо большие величины по сравнению с аналогичными значениями системы с источниками ЭДС. При этом, токи обратной и нулевой последовательности в схеме без заземления нейтрального вывода трансформатора связи стремятся к нулю: I2≈0, I0≈0. С точки зрения законов теоретической электротехники на схемах рис. 3, б и рис. 3, в1 вместо источников необходимо ставить разрывы, однако в реальных схемах на входе защит присутствует некоторая величина токов последовательностей, и для них показан путь их протекания. Иная картина появляется при заземлении нейтрального вывода силового трансформатора (рис. 3, в2). В этой модели наблюдается ток нулевой последовательности I0ВИЭ, соизмеримый с током короткого замыкания I0КЗ.

Таким образом, схемы на рис. 3. а… рис. 3, в1 показывают, что информационные токовые параметры со стороны ВИЭ не несут в режиме КЗ достаточной полезной информации и, как следствие, их использование будет проблематично в устройствах РЗА для определения повреждений в энергообъектах и на ЛЭП.

В то же время напряжения всех последовательностей U1ВИЭ, U2ВИЭ, U0ВИЭ (рис. 3) определяются внешними сопротивлениями линии и системы питающей сети и могут быть рекомендованы для реализации защит энергообъектов с ВИЭ.

Со стороны подстанции питающей системы с источниками ЭДС должны быть использованы классические защиты, использующие токи и напряжения.

Рис. 4. Осциллограммы токов и напряжений при междуфазном КЗ K_BC2 (а) в фазах ВС, близком (б) и удаленном (в) однофазных K_B1 КЗ в фазе B и при включении линии с ВЭС (г). Фото: © relematika.ru

Анализ осциллограмм с подстанции с подключённой ВЭС

Регулирование величины выходного тока инвертора осуществляется заложенными в контроллер инвертора стратегиями (алгоритмами) управления. При возникновении КЗ во внешней сети величина выходного тока инвертора ограничивается алгоритмом управления, чтобы не допустить теплового пробоя полупроводниковых ключей инвертора. Выходная величина тока генераторных установок с инвертором (ГУИ) при КЗ кратковременно не превышает 2,5Iном [6], а в установившемся режиме КЗ данная величина находится в диапазоне от номинального тока Iном до 1,5 Iном [7,8]. Под Iном понимается максимальный ток, который способен выдать ГУИ. Сама величина тока от ВИЭ редко превышает 500 А и практически не влияет на распределение токов в режиме аварии. Например, для ВЭС Форт-Шевченко при мощности трансформаторов связи 40 МВА, величина тока не может превышать 200 А. Реальные же токи нагрузки не превышают 50 А (рис. 4, а).

Как уже отмечено выше (рис. 3, а), характерной особенностью функционирования ВЭС на базе инверторного преобразователя является зависимость выходного тока инвертора от напряжения сети I1=f (U). Такая зависимость приводит к тому, что токи в повреждённых фазах линии зависят от удалённости места повреждения, и их соотношение в повреждённых и неповреждённых фазах может быть любым. Анализ осциллограмм аварийных режимов на линии, отходящей от подстанции с ВЭС, позволяет подтвердить это предположение. Согласно приведённым на рис. 4, а — рис. 4, в осциллограммам токи неповреждённых фаз могут быть как больше, так и меньше тока повреждённой фазы. На рис. 4, а дана осциллограмма междуфазного замыкания фаз В и С, где ток неповреждённой фазы, А меньше тока фазы В, но значительно превышает ток повреждённой фазы С. При КЗ фазы В на землю рис. 4, б и рис. 4, в показаны случаи, когда ток в повреждённой фазе В при напряжении UB=22.5 ej233° меньше тока в неповреждённой фазе, А примерно в 1.5 раза, а при напряжении UB=33.4 ej249° уже ток фазы В почти в два раза превышает токи неповреждённых фаз, А и С.

При анализе таких осциллограмм с объектов с ВИЭ стоит обратить внимание на броски тока намагничивания силовых трансформаторов (рис. 4, г), которые возникают при замыкании линии с ВИЭ в транзит, что связано с протеканием тока инвертора через ветвь намагничивания силового трансформатора связи.

Таким образом по мнению авторов, анализ аварийных токов реальных повреждений с линий с ВИЭ со стороны подстанции с ВИЭ подтвердил неинформативность токов повреждения в режиме КЗ и невозможность их применения для целей РЗА.

Анализ решений для защит линий, отходящих от подстанции с ВЭС/СЭС

В связи с тем, что фазные токи повреждения со стороны ВИЭ с инверторными преобразователями неинформативны, возникают ограничения по применению РЗА на такого рода объектах. Следует иметь в виду, что объекты с ВИЭ работают совместно с сетью, питающие подстанции которой являются источниками ЭДС с бесконечной мощностью, т. е. по сравнению с внутренним сопротивлением ВИЭ эквивалентное сопротивление системы можно считать стремящимся к нулю: Zэкв.сист→0.

Рис. 5. Структурная схема транзитной линии с подключённым ВИЭ. Фото: © relematika.ru

Анализ схем подключения объектов с ВИЭ выявил три возможных варианта моделей сети:

  1. модель 1 сети с ВИЭ с разземлённым нейтральным выводом силового трансформатора связи с сетью (рис. 3. а, рис. 3, б, рис. 3, в1);
  2. модель 2 сети с ВИЭ с заземлённым нейтральным выводом силового трансформатора связи с сетью (рис. 3. а, рис. 3, б, рис. 3, в2);
  3. модель 3 сети с ВИЭ с разземлённым/заземлённым нейтральным выводом силового трансформатора связи с сетью, подстанция с ВИЭ которой подключена в транзит между двумя питающими подстанциями типа 5АН, 5Н (рис. 5). При размыкании транзита в схеме на рис. 5, например, при отключении секционного выключателя на стороне высшего напряжения подстанции с ВИЭ, расчётная модель будет соответствовать моделям 1 и 2, в зависимости от заземления нейтрального вывода трансформатора.

При подключении подстанции с ВИЭ к двум параллельным линиям (подстанция типа 4Н) модели расчёта будут соответствовать моделям 1 и 2.

Применяемость типов защит в сетях со стороны подстанции с ВИЭ следует рассматривать в режимах при КЗ «спереди» (в линии и питающей сети) и при КЗ «за спиной» (на подходящих линиях и элементах подстанции: трансформаторах, шинах, ошиновках и т. п.). При КЗ «за спиной» через защиты будет протекать сквозной ток повреждения, и в таком режиме для идентификации внешнего КЗ возможно применение всех типов защит с относительной селективностью. Таким образом, принципы выполнения защит на объектах с ВИЭ должны быть разными, в зависимости от места КЗ относительно шин подстанции.

Далее для ЛЭП будут проанализированы возможные принципы выполнения защит с относительной и с абсолютной селективностью при их установке на подстанции с ВИЭ для реагирования на повреждения в зоне защиты.

Применение защит линий с относительной селективностью, отходящих от подстанции с ВЭС/СЭС

Максимальная токовая защита. Рассматривая защиты, основанные на применении в качестве основного информационного параметра фазных токов, протекающих в месте установки защиты (МТЗ, ТЗНП), следует отметить, что их классическое применение в реле максимального действия не может быть реализовано на линиях, отходящих от ВЭС и СЭС, поскольку, как уже было определено ранее, ток подпитки КЗ от ГУИ в значительной степени зависит от стратегии управления инверторным преобразователем. Это означает, что предсказать характер изменения токов в повреждённых и неповреждённых фазах при КЗ в зоне действия ступени защиты невозможно. Возможности применения адаптивных защит линий [4] также ограничены из-за соизмеримых величин аварийных составляющих в повреждённых и неповреждённых фазах при КЗ в зоне действия ступени защиты. На приведённых осциллограммах токов и напряжений (рис. 4) показаны величины аварийных составляющих при КЗ в зоне действия защиты. Малая величина аварийных составляющих при КЗ обусловлена тем, что токи подпитки КЗ, протекающие в месте установки защиты, являются токами от ГУИ. Использование аварийных симметричных составляющих не может быть рекомендовано из-за того, что в случае возникновения КЗ «за спиной» защиты ток, протекающий через защиту, в десятки раз превышает ток при КЗ в зоне действия защиты. Возникающие небалансы токов могут значительно превышать информационные аварийные токи при КЗ в зоне действия защиты.

Токовая защита нулевой последовательности. Очевидно, что применимость ТЗНП зависит от вида заземления нейтрального вывода трансформатора связи на подстанции с ВИЭ. При разземлённом выводе трансформатора ТЗНП, как и МТЗ, не может быть рекомендована к применению. При наличии пути для прохождения токов нулевой последовательности через заземлённый нейтральный вывод трансформатора ТЗНП может работать как полноценная направленная защита от земляных замыканий. Токовые защиты нулевой последовательности, согласно [9], должны иметь орган направления мощности (ОНМ) нулевой и (или) обратной последовательности. Работа ОНМ, использующего токи обратной последовательности, может оказаться некорректной ввиду того, что эти токи являются малыми по величине из-за бесконечно большого сопротивления обратной последовательности инвертора, поэтому на объектах с ГУИ такое реле необходимо выводить из работы.

Дистанционная защита. В реле сопротивления дистанционной защиты вычисление сопротивления до места КЗ выполняется в зависимости от величины тока повреждения, который в случае с ГУИ, ограничивается системой регулирования и технологическими защитами инвертора, т. е. практически не зависит от места и вида КЗ. При металлических КЗ возможно применение реле сопротивления, но любая величина переходного сопротивления Rf может стать причиной значительных погрешностей, поэтому на практике реле оказывается неприменимым.

Как уже было отмечено ранее, модель сети со стороны подстанции с ВИЭ может быть реализована двумя способами: с заземлённым или разземлённым нейтральным выводом силового трансформатора. При разземлении нейтрального вывода трансформатора резервный КСЗ для идентификации повреждения в линии из-за малых токов практически полностью не применим.

Таким образом, говоря о защитах с относительной селективностью для линий 110 кВ и выше с ВИЭ на базе инверторных преобразователей, следует отметить, что в классическом исполнении все они основываются на токовых информационных параметрах, которые в аварийных режимах не несут достаточной информации для принятия конкретного решения алгоритмом РЗА. Поэтому следует искать иные решения, основывающиеся в первую очередь на использовании в качестве основного информационного параметра напряжения сети.

В то же время со стороны питающей подстанции, источником которого является ЭДС, селективно будут работать комплексы ступенчатых защит (КСЗ): МТЗ, ТЗНП, ДЗ. При расчёте параметров срабатывания ступеней КСЗ подстанция ВИЭ может быть смоделирована большим активным сопротивлением. Сейчас учёт ВИЭ в расчётной модели сети осуществляется путём добавления активного сопротивления величиной RВИЭ ≥ 1000 Ом.

Применение защит с абсолютной селективностью, отходящих от подстанции с ВИЭ

Изначально следует отметить, что из четырёх видов защит с абсолютной селективностью ЛЭП со стороны подстанции ВИЭ полноценно без дополнительных доработок, по мнению авторов, не работает ни одна из них. Защиты с абсолютной селективностью ЛЭП, отходящих от подстанций с ВИЭ, в зависимости от конфигурации защищаемой линии состоят из двух и более полукомплектов, устанавливаемых по концам ЛЭП или на ответвительных подстанциях. Полукомплекты могут быть связаны между собой высокочастотной (ВЧ) или волоконно-оптической линией связи (ВОЛС). Анализ показывает возможность применения только некоторых видов таких защит на ЛЭП, примыкающих к подстанциям с ВИЭ. В тоже время на такого рода объектах применяются аналоги классических ДЗЛ, НВЧЗ и защит с ВЧ-блокировкой. При реализации таких защит особую роль играет обмен логическими сигналами между полукомплектами.

Дифференциально-фазная защита линии (ДФЗ). Принцип действия защиты основан на сравнении фазовых углов аварийных токов, получаемых с выхода комбинированного фильтра токов каждого полукомплекта. Полукомплекты ДФЗ сравнивают фазы токов прямой и обратной последовательностей. Большое сопротивление инвертора по обратной последовательности является причиной малой величины тока обратной последовательности и, как следствие, приводит к потере одного из основных слагаемых тока манипуляции — k2I2, что негативно влияет на формирование разности фаз аварийных токов с выходов комбинированных фильтров обоих полукомплектов при внутреннем КЗ и может приводить к неселективной работе ДФЗ. Поэтому в классическом исполнении функция ДФЗ не может быть рекомендована на линиях, отходящих от ВЭС/СЭС, использующих инверторные преобразователи, так как в случае малых токов обратной последовательности пропадает возможность правильного манипулирования высокочастотным приемопередатчиком.

Таким образом, использование ДФЗ на линиях с ВИЭ практически исключено из-за отсутствия информационных аварийных токов обратной и прямой последовательностей I2= Iaв2 и Iaв1и со стороны подстанции с ВИЭ с ГУИ. Однако при эффективном заземлении нейтрального вывода трансформатора по защите будет протекать аварийный ток нулевой последовательности, который может быть рекомендован для защиты ЛЭП в режимах только однофазных и двузфазных КЗ. В настоящее время в отечественных сетях нет опыта применения составляющих нулевой последовательности для их применения в ДФЗ в качестве пусковых/отключающих ИО и органа манипуляции.

Направленная высокочастотная защита (НВЧЗ). В качестве основных пусковых измерительных органов (ИО) НВЧЗ при несимметричных КЗ используется напряжение и ток обратной последовательности. Из вышеприведённого анализа функционирования защит линий с ВЭС/СЭС следует, что в случае малой величины токов обратной последовательности от инвертора возможность корректного формирования пусковых блокирующих сигналов НВЧЗ в начальный момент КЗ также пропадает. Применение реле сопротивления (РС) в качестве одного из пусковых органов не даёт гарантии корректного срабатывания защиты, поскольку работа РС в значительной степени зависит от тока в месте установки защиты, характер изменения которого, с учётом наличия управляемых источников, непредсказуем.

Однако, как показано в [10] и реализовано в [11], использование НВЧЗ на таких объектах возможно в том случае, если в качестве основной защиты применить гибрид, предполагающий для выполнения принципа абсолютной селективности на линии использование одновременно блокирующих и разрешающих логических сигналов от полукомплектов НВЧЗ, установленных соответственно на подстанции с ВИЭ и на питающем конце линии. Особенностью такой защиты [11] является использование ИО напряжения для пуска защиты, а также изменённая логика работы ВЧ-связи, которая со стороны питающего конца посылает разрешающий сигнал, а со стороны подстанции с ВИЭ выдаёт блокирующий сигнал.

Защита с высокочастотной блокировкой. По принципу действия эта защита схожа с НВЧЗ. Ее информационная база также соответствует НВЧЗ, что предполагает аналогичные решения при защите линий с ВЭС/СЭС.

Дифференциальная защита линии (ДЗЛ). При наличии ВОЛС на ЛЭП, подключённых к ВИЭ, существует возможность применения дифференциальной защиты линии. Принцип действия ДЗЛ основан на сравнении токов (комплексных или мгновенных величин), измеряемых на разных концах линии. Алгоритм работы комплекта ДЗЛ, установленного на подстанции с ВЭС/СЭС, в режиме внутреннего КЗ на практике использует для формирования отключающего сигнала лишь токи противоположного питающего конца линии, а ток подпитки со стороны подстанции с ВЭС/СЭС будет ограничен значением (1÷1,5)Iраб текущего рабочего тока, т. е. доля величины тока от подстанции с ВИЭ будет совсем незначительной в общем токе полукомплекта ДЗЛ вне зависимости от сценария управления характеристиками тока и напряжения со стороны инвертора.

Линии электропередачи, отходящие от подстанций с ВЭС/СЭС, как правило, имеют множество ответвительных подстанций, токовые нагрузки которых снижают чувствительность ДЗЛ к аварийным токам повреждения, поэтому в качестве информационных параметров измерительных органов ДЗЛ могут быть рекомендованы аварийные токи Iав1 прямой последовательности для отстройки от симметричных повреждений и токи обратной последовательности I2 для реагирования на несимметричные повреждения, т. е. необходимо строить ДЗЛ на основе комбинированного тока I1+kI2, как это было сделано для проводных ДЗЛ-1.

Для повышения чувствительности в ИО ДЗЛ может быть рекомендовано использование и величин аварийной составляющей обратной последовательности Iав2. Такое решение должно обеспечивать селективную работу защиты при внешних КЗ. Селективная работа при внешних КЗ за питающей подстанцией должна обеспечиваться с помощью применения реле направления мощности. При обеспечении достаточной чувствительности и отсутствии обходных связей на питающей подстанции возможна отстройка по току, величина которого определяется практической суммарной мощностью ВИЭ. Кроме того, обеспечение селективной работы защиты со стороны ВИЭ требует дополнительных мер, например, использования информации с удалённого конца линии со стороны питающей энергосистемы. При КЗ «за спиной» защит, установленных на подстанции с ВИЭ, аварийные токи значительно превышают рабочие токи, следовательно, могут быть использованы для определения направления протекания токов КЗ относительно шин подстанции.

При повреждениях на полукомплекты ДЗЛ линии поступит ток повреждения, измеренный со стороны питающей подстанции. В результате с двух концов линии устройство ДЗЛ выдаст команду на отключение, т. е. ДЗЛ на таких объектах практически работает как МТЗ с ограниченной зоной действия посредством ВОЛС.

Таким образом, для обеспечения абсолютной селективности в ЛЭП в классическом варианте может быть использована только ДЗЛ. При такой работе не рекомендуется использовать пофазное сравнение токов из-за недостаточной информативности токов от подстанции с ВЭС. Вместо этого рекомендуется перейти на сравнение токов ДЗЛ по прямой и обратной последовательностям.

Построение защит линий на подстанции с ВИЭ

При проектировании РЗА на подстанции с ВИЭ следует предусматривать 2 группы защит:

  • для реагирования на повреждения «за спиной» следует предусматривать основные и резервные защиты, использующие в качестве информационных параметров токи (транзитные) и напряжения с контролируемой линии. В этой группе определяющую роль будут играть реле направления мощности, идентифицирующие повреждения «за спиной» защиты;
  • для выявления повреждения в зоне защиты могут быть рекомендованы модифицированные защиты с абсолютной селективностью типа ДЗЛ при наличии ВОЛС или НВЧЗ и защиты с ВЧ блокировкой [10,11] при применении ВЧ связи для выполнения защиты. Использование каналов высокочастотного телеотключения (ВЧТО) для передачи информации между полукомплектами защиты допустимо, но времена отключения линии при этом будут увеличены на время формирования и передачи сигналов ВЧТО (на 50 мс и более). Поскольку защиты с относительной селективностью в таком режиме неработоспособны, то следует предусматривать для защиты и отключения линии не менее двух защит с абсолютной селективностью;
  • технологические защиты ГУИ действуют на отключение при искажении напряжения сети в режиме КЗ. В соответствии с новыми требованиями [12] задержки на отключения от технологических защит могут быть значительными.

Заключение

Таким образом, можно сказать, что из-за особенностей режимов работы возобновляемых источников энергии в электрической сети, использование устройств релейной защиты с классическими алгоритмами практически не применимо. Исключением является ДЗЛ, которая может быть рекомендована для линий, отходящих от подстанций с ВИЭ при условии отстройки от максимальных нагрузочных режимов ответвительных подстанций.

Для алгоритмов РЗА со стороны ВИЭ в качестве информационных параметров могут служить напряжения сети, их симметричные и аварийные составляющие, а для построения защит следует рассмотреть различные варианты гибридных защит, реализованные на базе текущих измеренных напряжений сети. При этом определяющую роль в защите линии занимают устройства, установленные на шинах питающих подстанций, реализованных на традиционных принципах, которые посредством передаваемой информации на подстанцию с ВИЭ обеспечивают селективность действия защит.

Из-за ограничений обеспечения чувствительности резервных защит со стороны подстанции с ВИЭ на таких энергообъектах может рекомендована установка дублирующей защиты с абсолютной селективностью.

Список литературы

  1. Дайджест журнала «Электроэнергия. Передача и распределение.» от 07.05.2024. 2024/Mar/IRENA_RE_Capacity_Statistics_2024
  2. Дудин Р. И. Электроэнергия. Передача и распределение. Ежеквартальный выпуск № 4 (27), декабрь 2022 — с. 40−44
  3. Tsili M., Papathanassiou S. Review of grid code technical requirements for wind farms // IET Renewable Power Generation. 2009. Vol. 3. Is. 3. pp. 308−332. DOI: 10.1049/iet-rpg.2008.0070
  4. Ефремов В. А., Ефремов А. В., Таныгин С. А. Адаптивные уставки для реле тока и напряжения / Релейная защита и автоматизация, № 01,2023
  5. Атабеков Г. И. Теоретические основы электротехники, ч. 1, Линейные электрические цепи, изд.4-е М.: Энергия, 1970. 592с.
  6. Ефремов В. А., Ефремов А. В., Смирнов С. Ю., Таныгин С. А. Применение устройств РЗА линий электропередачи, отходящих от возобновляемых источников электроэнергии / Релейщик, № 1. 2024. Стр.32−37
  7. Pouyan Pourbeik, Gary Kobet. Impact of Inverter Based Generation on Bulk Power System Dynamics and Short-Circuit Performance / IEEE PES Report PES-TR68. 2018.
  8. G. Molina Zubiri, S. Lopez Barba, I. De La Fuente Del Castillo — 21, rue d’Artois, F-75008 PARIS — B5204_2010 (Сборник докладов конференции CIGRE 2010)
  9. ГОСТ Р 58887−2020 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Дистанционная и токовые защиты линий электропередачи и оборудования классом напряжения 110−220 кВ. Функциональные требования.
  10. Ефремов В. А., Ефремов А. В., Петрушков М. Ю. Способ защиты линий электропередачи с возобновляемыми источниками электроэнергии. Патент на изобретение № 2735949 опубл. 11.11.2020, бюл.№ 32
  11. Ефремов В. А., Ефремов А. В., Петрушков М. Ю., Широкина Е. В. Особенности выполнения защит линий при наличии ветровых электростанций // Современные тенденции развития цифровых систем релейной защиты и автоматики. Сб. докладов VI междунар.научн.-практ.конф.-Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2021. Стр.48−58.
  12. ГОСТ Р 58491−2019 Электроэнергетика. Распределенная генерация. Технические требования к объектам генерации на базе ветроэнергетических установок.


К следующей новости