分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響探討

常群英

摘 要：隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電網(wǎng)技術(shù)也在發(fā)生著改變。分布式的發(fā)電方式是一種環(huán)保并高效的發(fā)電技術(shù)，在最近幾年中都發(fā)生著飛速的變化。不僅如此，分布式發(fā)電方式的接入不僅改變了配電網(wǎng)的分布和故障電流，同時(shí)也保護(hù)了原有裝置的基本性條件，這對(duì)配電網(wǎng)在實(shí)際的配電保護(hù)中起著非常重要的作用。本文對(duì)分布式的配電保護(hù)影響做了簡(jiǎn)要的分析，希望通過(guò)本文的分析可以給相關(guān)的技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：分布式 發(fā)電 配電網(wǎng) 保護(hù) 影響 分析

中圖分類號(hào)：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0109-02

分布式的發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)新興起來(lái)的發(fā)電技術(shù)，它是為了充分滿足用戶的一些需求，并支持原有配電網(wǎng)的安裝和設(shè)計(jì)或者是就近的小型電機(jī)組。分布式的發(fā)電網(wǎng)的運(yùn)行是其發(fā)展的主要趨勢(shì)，因?yàn)槠淙萘亢苄?，所以一般都是通過(guò)配電網(wǎng)來(lái)接入電力系統(tǒng)。在分布式電源接到配電網(wǎng)之后，就會(huì)深刻影響到網(wǎng)絡(luò)中電流的流向和大小以及實(shí)際分布，這就必然給相關(guān)電力系統(tǒng)的調(diào)度和運(yùn)行帶了諸多問(wèn)題。隨著電力的快速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及、相關(guān)的通訊技術(shù)的不斷革新，配電技術(shù)保護(hù)也將面臨著快速發(fā)展的趨勢(shì)。希望通過(guò)本文分布式的配電繼電保護(hù)影響的簡(jiǎn)要分析，希望可以給有關(guān)人員提供參考。

1 有關(guān)配電網(wǎng)的保護(hù)和結(jié)構(gòu)配置

因?yàn)閭鹘y(tǒng)的配電網(wǎng)都是單電源的輻射性結(jié)構(gòu)，所以保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單。日前，我國(guó)配電網(wǎng)的保護(hù)有兩種方案。

1.1 利用比較傳統(tǒng)的三段式電流進(jìn)行保護(hù)的方案

定時(shí)電流的速斷保護(hù)、過(guò)電流的保護(hù)以及定時(shí)限電的速斷保護(hù)。其中，對(duì)電流速斷保護(hù)要按照本線路末端所流過(guò)的短路電流整定，進(jìn)行瞬時(shí)的切除障礙，但是不可以對(duì)線路的全長(zhǎng)進(jìn)行保護(hù)。在定時(shí)的限電流的速斷保護(hù)要按照實(shí)際線路故障時(shí)進(jìn)行靈活的保護(hù)原則整定，并且可以充分保護(hù)該條線路的全長(zhǎng)。除此之外，對(duì)那些不必和相關(guān)線路相互匹配的終端性線路，相關(guān)的電流速斷的保護(hù)就要按照本線的末端進(jìn)行靈活的整定，可以對(duì)線路的全長(zhǎng)進(jìn)行保護(hù)。

1.2 積極采用反時(shí)限的電流保護(hù)方案

反時(shí)限的過(guò)電流的保護(hù)主要是被保護(hù)線路的短路和保護(hù)動(dòng)作的短路電流相關(guān)的一種保護(hù)。短路的電流比較大，相對(duì)的保護(hù)動(dòng)作也比較短，如果近處的障礙在進(jìn)行保護(hù)時(shí)限短，就會(huì)使遠(yuǎn)處的故障保護(hù)時(shí)限就會(huì)限短，此時(shí)在較遠(yuǎn)處的故障動(dòng)作就會(huì)比較長(zhǎng)，這種保護(hù)可以同時(shí)滿足于選擇性和速動(dòng)性兩個(gè)要求，其在整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)中起著非常重要的作用，應(yīng)用比較廣泛。但是，值得注意的是，因?yàn)樵谂潆娋W(wǎng)的實(shí)際故障中大多數(shù)都是瞬時(shí)的故障，所以對(duì)于那些非電纜的線路，不管采用的是什么保護(hù)性方案，都要配置相關(guān)的重合閘的裝置，來(lái)充分保護(hù)在線路可能發(fā)生瞬時(shí)故障后進(jìn)行快速供電。

2 有關(guān)DG對(duì)三段式的電流影響

定時(shí)的限電流速斷保護(hù)以及過(guò)電流的保護(hù)所組成的三段式保護(hù)都具有可靠性高、原理簡(jiǎn)單的諸多優(yōu)點(diǎn)。在通常情況下，是可以充分滿足可靠的切除相關(guān)故障的實(shí)際要求的，所以在有關(guān)配電網(wǎng)的實(shí)際保護(hù)中其應(yīng)用是比較廣泛的；與此同時(shí)，電網(wǎng)的系統(tǒng)運(yùn)行和接線方式也有比較大的影響。在相關(guān)的配電網(wǎng)絡(luò)中接入DG之后，有關(guān)系統(tǒng)的潮流就會(huì)進(jìn)行重新的分布，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，相關(guān)故障電流的流向和大小就會(huì)發(fā)生著明顯的變化。所以，DG的直接接入其位置不同，故障電流的流向和大小也就會(huì)不同，從而對(duì)相對(duì)保護(hù)動(dòng)作的影響也就存在著不同。

2.1 可以在相關(guān)線路末端直接接入DG

如圖1所示，在相關(guān)的線路末端直接將DG接入。

在該系統(tǒng)中DG和S之間可以由原來(lái)的單電源的輻射形式變成雙電源的供電形式，在其他區(qū)域還是進(jìn)行單電源的供電方式。如果系統(tǒng)的短路點(diǎn)存在不同，DG的直接并入也會(huì)產(chǎn)生直接的影響，其影響也是不同的。如下是具體分析。

2.1.1 在F1處發(fā)生了短路的故障

在此處如果發(fā)生故障，因?yàn)镻3，P4處得到保護(hù)感受不到故障的電流，所以其相關(guān)的動(dòng)作行為并不受DG的并入影響。當(dāng)流過(guò)故障點(diǎn)的電流由DG和S兩者來(lái)提供時(shí)，流過(guò)1和2處的短路性電流都由系統(tǒng)S去提供，在1處和2處所感受到的電流流向和大小和并入DG之前是完全相同的，所以，所感受到的行為是不受DG并入的影響的，在點(diǎn)2處可以通過(guò)動(dòng)作來(lái)切除有故障的線路。

2.1.2 當(dāng)DG上F2處發(fā)生短路的故障

當(dāng)DG的點(diǎn)2處發(fā)生故障時(shí)，點(diǎn)3和點(diǎn)4處也不會(huì)感受到故障電流的存在，所以相關(guān)的動(dòng)作行為也不會(huì)受到DG的影響。通過(guò)故障點(diǎn)的電流是由DG和S兩者提供的，但是通過(guò)1處的保護(hù)電流是由總系統(tǒng)S所提供的，同時(shí)保護(hù)動(dòng)作的行為是不會(huì)受到并入的DG影響的，1處的動(dòng)作可以將故障電流線路進(jìn)行及時(shí)切斷。當(dāng)點(diǎn)2處出現(xiàn)障礙時(shí)，點(diǎn)2處就可以感應(yīng)到DG所提供的短路電流，與此同時(shí)也存在著多種可能：首先是由DG所提供的短路電流很大時(shí)，點(diǎn)2處就可以將相關(guān)線路進(jìn)行切斷，最后由DG向LD3處進(jìn)行供電，此時(shí)就會(huì)形成電力的孤島，但是在無(wú)意之中就會(huì)形成孤島的系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)的用戶系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，并且對(duì)于低劣的電能也會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷，所以在一般情況下是不可以讓孤島自己運(yùn)行的。第二種就是采用反孤島的形式，讓并入的配電網(wǎng)DG瞬時(shí)就可以感應(yīng)到電壓驟變和主網(wǎng)服務(wù)中的系統(tǒng)自動(dòng)性解列。

2.2 小結(jié)

根據(jù)以上的實(shí)際分析，配電中并入DG對(duì)三段電流的保護(hù)影響如下。

對(duì)非故障的線路保護(hù)中的誤動(dòng)，使保護(hù)嚴(yán)重地失去了保護(hù)性，擴(kuò)大了相關(guān)事故的影響范圍。

讓本線路的靈敏度明顯降低，比較嚴(yán)重的是可以保護(hù)拒動(dòng)。

與此同時(shí)，我們也可以看出DG對(duì)過(guò)流保護(hù)的影響和DG容量以及接入的電流系統(tǒng)實(shí)際位置有關(guān)系，在并入系統(tǒng)DG容量不可以過(guò)大，當(dāng)DG的容量保持穩(wěn)定情況下，并入的線路對(duì)實(shí)際的保護(hù)影響比較小，當(dāng)DG的容量較大時(shí)，在之前就可以校對(duì)靈敏度和保護(hù)定值，在比較必要時(shí)也可以保護(hù)電流進(jìn)行方向元件的加設(shè)。endprint

3 DG反時(shí)限電流的影響

3.1 在相關(guān)線路的末端直接并入DG如圖2

在這個(gè)時(shí)候，原有的電源輻射型的網(wǎng)絡(luò)直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡p電源的網(wǎng)絡(luò)。顯然，系統(tǒng)短路點(diǎn)的實(shí)際位置不同，在并入之后的保護(hù)影響也是不同的，實(shí)際如下。

當(dāng)L1點(diǎn)出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過(guò)P1處的故障電流由系統(tǒng)S處提供，其保護(hù)性是不會(huì)受到DG并入后的影響的，其可以充分地切除故障的線路。當(dāng)點(diǎn)2和點(diǎn)3處可以感受到DG的故障性電流，但是是否可以運(yùn)動(dòng)完全取決于DG的容量。在一般情況下，為了避免電力孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)，不管是P2還是P3動(dòng)作，在DG處都要和系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)解列。

在L2處如果發(fā)生短路的現(xiàn)象，通過(guò)P1和P2的電流就由系統(tǒng)提供，相應(yīng)保護(hù)的動(dòng)作行為是不受DG并入后的影響的，在P2處就可以對(duì)故障性電流進(jìn)行故障切除。

在L3處如果發(fā)生故障短路的現(xiàn)象，通過(guò)P1和P2以及P3處的故障性電流是由系統(tǒng)提供，其相應(yīng)的保護(hù)電流不受到并入電流的影響，點(diǎn)3處可以切斷電流中的故障。

3.2 小結(jié)

通過(guò)上述的分析，在配電系統(tǒng)中并入DG的反向時(shí)限過(guò)流保護(hù)影響如下。

對(duì)動(dòng)作時(shí)限加大保護(hù)，并不利于相關(guān)故障的切除。

對(duì)非故障的線路進(jìn)行保護(hù)，讓實(shí)際的保護(hù)完全失去保護(hù)的性質(zhì)，從而擴(kuò)大事故的影響范圍。

與此同時(shí)，我們可以看出DG對(duì)反時(shí)限的過(guò)流的保護(hù)影響和容量大小以及所配入的系統(tǒng)位置有關(guān)，在并入的系統(tǒng)的容量不要過(guò)大。當(dāng)在容量一定的情況下，線路末端的保護(hù)影響較小。當(dāng)DG的容量很大時(shí)，就可以在進(jìn)行校驗(yàn)之后保護(hù)定值和相應(yīng)的靈敏值，在十分必要的前提下可以加護(hù)方向的元件。

4 對(duì)自動(dòng)重合閘所造成的影響

通過(guò)經(jīng)驗(yàn)表明，在配電的故障中，瞬時(shí)的故障占據(jù)的比例已經(jīng)達(dá)到了80以上。對(duì)于自動(dòng)重合閘的利用可以大大地提高系統(tǒng)效率，減少停電的次數(shù)，提高相應(yīng)的穩(wěn)定性。尤其是對(duì)那些單相電源在實(shí)際的電源中效果比較明顯，所以自動(dòng)重合閘在實(shí)際的應(yīng)用中也被廣泛的應(yīng)用。

在并入DG之前，自動(dòng)重合閘重合瞬時(shí)性故障發(fā)生短路時(shí)，是不會(huì)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)造成很大的沖擊的，故障性電路是可以瞬間恢復(fù)好供電的功效的，也可以比較好的保證了電網(wǎng)的可靠性。當(dāng)配電的電網(wǎng)中并入DG以后，當(dāng)線路中發(fā)生了瞬時(shí)的故障之后，DG可能在發(fā)生故障之后不能很快就脫離開(kāi)相關(guān)的線路，繼續(xù)相關(guān)的故障點(diǎn)傳輸故障的電流，這就直接地導(dǎo)致了故障點(diǎn)發(fā)生持續(xù)電弧，直接地導(dǎo)致了自動(dòng)重合閘的失敗。除此之外，在實(shí)際的故障發(fā)生之后，電網(wǎng)和電力的孤島是不可以進(jìn)行同步的。在這樣的情況下，不是同期的電流就會(huì)產(chǎn)生很大的電流和電壓，這種情況在如今的電力企業(yè)中是不可以出現(xiàn)的，是完全不可以發(fā)生的。因?yàn)镈G并入之后會(huì)對(duì)自動(dòng)重合閘所造成的故障進(jìn)行持續(xù)電弧，甚至在非合同期等出現(xiàn)隱患。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)對(duì)分布式的發(fā)電越來(lái)越重視。分布式的發(fā)電方式是電力系統(tǒng)中比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容，但是這樣大量的分布式的并網(wǎng)行動(dòng)會(huì)比較深刻地影響電網(wǎng)的電流大小和電流走向，給配電的電網(wǎng)保護(hù)帶來(lái)了很多不便。為了充分提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和可靠性，以及對(duì)配電電網(wǎng)的保護(hù)所造成的影響，對(duì)分布式發(fā)電的應(yīng)用和推廣則有著十分重要的意義。隨著電力的快速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及、相關(guān)的通訊技術(shù)不斷革新，相關(guān)的配電技術(shù)保護(hù)也將面臨著快速發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外對(duì)配電繼電保護(hù)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展都將逐步趨于網(wǎng)絡(luò)化和計(jì)算機(jī)化?？刂票Ｗo(hù)和測(cè)量以及相關(guān)的數(shù)據(jù)通訊的一體化，這些對(duì)相關(guān)的工作者均提出了艱巨的任務(wù)。總而言之，計(jì)算機(jī)的保護(hù)終將伴隨著新科技的發(fā)展和進(jìn)步呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，從而也獲得了比較廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)分布式的發(fā)電配電保護(hù)中的影響做了分析和探討，希望通過(guò)本文的研究可以給相關(guān)的技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 王敏，丁明.含分布式電源的配電系統(tǒng)規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2004，16（6）：5-8.

[2] 楊文宇，楊旭英.分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中應(yīng)用研究綜述[J].電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展，2008，24（2）：39-42.

[3] 高齊利.繼電保護(hù)缺陷微機(jī)化管理及其應(yīng)用探索[J].電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展，2008，24（5）：25-27.

[4] 丁明，包敏.復(fù)合能源分布式發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)組組合問(wèn)題[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32（6）：46-50.

[5] 陳琳，鐘金.含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（14）：20-24.endprint