在传统能源日益紧缺和环境污染逐渐加剧的双重压力下,风力发电技术的到了前所未有的重视与发展,但不可忽视的是,风电场内部集电线路故障几率较高。近来时有发生的风电场机组大规模脱网,国家电网公司提出将风电场主变接地方式由原来的不接地改为经小电阻接地,并配置了相应的保护,但是,小电阻接地风电场发生接地故障时其零序保护多次发生误动、拒动,严重危及电网安全运行。目前常规的集电线路零序保护整定方法难以可靠、快速地切除故障,可能影响风电场安全运行、损坏设备,甚至直接影响电力系统稳定运行。需对其特有的故障特性进行深入研究,提出能适应风电场复杂故障特征的保护方法。本文建立了双馈风力机的数学模型,结合工程实际,应用PSCAD软件平台建立了经小电阻接地的双馈型风电场系统,为后文分析风电场集电线路故障特性及常规风电场接地故障零序保护的弊端奠定基础。据所建立的风电场模型,本文简要介绍了目前风电场的接线形式及风电场保护配置,分析了各种接地方式的利弊,采用更适宜风电场的小电阻接地方式,利于风电场快速、准确地切除故障避免大面积风电机组脱网。针对现有风电场零序主保护拒动、误动、后备保护越级动作时有发生,保护品质不佳,分析了其主要原因:常规零序电流保护整定值为一定值,不能主动适应故障过渡电阻的变化,受过渡电阻影响难以保证保护的可靠性与灵敏性。在分析风电场集电线路零序电流特性的同时,本文推导了风电场集电线路发生单相接地故障时,健全集电线路零序电流与零序电压有极强的相关性,并以仿真证明之。然后,本文提出了一种能适应风电场复杂故障情况的反时限集电线路保护方法。针对线路零序电压与零序电流间的相似性,任一健全集电线路上的零序电流均可用零序电压模拟,本文采用零序电压模拟零序电流,并以模拟的零序电流与实测零序电流间的相关关系判别故障集电线路。该方案预先对数据进行小波分解,据能量最大原则选取特征频带,能有效排除干扰,放大故障特征,对通讯要求不高。所提相关关系不受故障过渡电阻影响,能有效应对小电阻接地风电场零序保护误动、拒动问题,最后配合反时限零序保护切除故障。最后,对全文研究工作进行总结,并依据研究过程中发现的问题与风电场保护发展需求,对下一步研究工作进行展望。