分布式發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)繼電保護的影響研究

【摘 要】分布式電源的快速發(fā)展給傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)注入了新的活力，同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。本文在配電網(wǎng)幾種常見的繼電保護方案的基礎上，結合分布式電源的特點，對分布式電源接入電網(wǎng)不同位置時對電網(wǎng)繼電保護的影響進行了理論分析和仿真研究。研究表明，分布式電源接入配電網(wǎng)不同位置時，對電網(wǎng)繼電保護動作將會產(chǎn)生不同程度影響，有時甚至會導致保護誤動或拒動。

【關鍵詞】分布式電源 繼電保護 配電網(wǎng)

近年來，由于以大機組、大電網(wǎng)、高電壓為主要特征的集中式單一電源供電帶來的局部事故擴散，大面積停電等弊端日益凸顯，分布式發(fā)電技術研究深受許多學者親睞。分布式發(fā)電是集資源整合、綠色環(huán)保、供電可靠、就地直供、節(jié)約成本等優(yōu)點于一身的發(fā)電系統(tǒng)，是微電網(wǎng)實現(xiàn)并網(wǎng)運行的必備技術。然而，分布式電源（簡稱DG）的應用卻不是一件簡單的事。傳統(tǒng)的繼電保護裝置大多是根據(jù)電流變化來判斷故障。不巧的是，DG并網(wǎng)后將使得配電系統(tǒng)的電流發(fā)生變化，進而引起繼電保護拒動或誤動[1]。另外，DG接入位置不同對配電網(wǎng)繼電保護的影響也不同。

目前，國內(nèi)外學者對DG接入配電網(wǎng)的研究也卓有成效。文獻[2]對DG容量對繼電保護和自動重合閘的影響做了相關分析；文獻[3]研究了DG隨機性配電網(wǎng)保護方案，但對通訊要求較高；文獻[4]對含DG的配電網(wǎng)可采用的保護方案做了說明。本文結合相關算例，就DG接入配電網(wǎng)不同位置時對配電網(wǎng)的影響進行了理論分析及仿真研究，為DG接入配電網(wǎng)繼電保護優(yōu)化提供理論支撐。

1 DG對配電網(wǎng)繼電保護影響的理論分析

傳統(tǒng)的繼電保護配置是基于單電源系統(tǒng)的，一般是以電流升高而動作的三段式電流保護。DG的接入使單電源的配電網(wǎng)變成了多電源配電網(wǎng)，這將使得原有繼電保護受到影響。下面將就DG接入配電網(wǎng)末端母線、中間母線的影響進行分析。圖1為DG位于末端母線和中間母線的分析模型。

1.1 DG接在線路末端母線的影響

（1）當K1點發(fā)生短路故障時，當DG容量較小時，B1、B2、B3的靈敏度按反方向最小短路電流來校驗，這樣可能會導致靈敏度變差，必須降低整定值來改善靈敏值，這又可能導致保護誤動。

（2）當K2點發(fā)生短路故障時，B3先動作，B2后動作；而K1點發(fā)生短路故障時，應該是B2先動作，B3后動作。這對時間元件來說很難實現(xiàn)。

1.2 DG接入中間母線的影響

（1）當K1點發(fā)生短路故障時，B1切除故障后自動重合閘。B2將接受由DG流向K1的反向電流，反向電流可能會超過B2電流速斷保護的整定值造成誤動作。

（2）當K2發(fā)生短路故障時，而B1、B2不受影響，而DG的接入將使故障點電流增大，造成B3靈敏度提高，DG容量很大會引起與下游配合問題。

2 DG不同接入情況的算例分析

2.1 DG接入系統(tǒng)算例

系統(tǒng)容量為100MVA，電壓為10.5kV， ，；輸電線為LGJ -120/25，參數(shù)為：，。各段線路長度均為2km，DG電壓是5kV。

2.2 DG不同接入情況的計算分析

3 DG接入配電系統(tǒng)的仿真分析

4 結論

通過以上分析可得知，分布式電源接入配電網(wǎng)不同位置時，對電網(wǎng)繼電保護動作將會產(chǎn)生不同程度影響，有時甚至會導致保護誤動或拒動。分布式電源接入配電網(wǎng)，當有發(fā)生故障時可采取與保護聯(lián)動的方式將分布式電源直接退出配電網(wǎng)或讓其孤島運行，給小區(qū)域正常供電。

參考文獻：

[1]崔金來，劉天奇.分布式發(fā)電技術及其并網(wǎng)問題研究綜述[J].現(xiàn)代電力，2007， 24（30）：53-56

[2]孫明，余娟，鄧博.分布式發(fā)電對配電網(wǎng)線路保護影響的分析[J].電網(wǎng)技術，2009.33（8）：104-107

[3]李乃永，梁軍，趙義術，劉益青.考慮分布式電源隨機性的配電網(wǎng)保護方案[J].電力系統(tǒng)自動化.35（19）：33-38

[4]Jenkins N， Allan R， Crossley P， et al. Embedded Generation[M]. London， UK： Institution Of Electrical Engineers， 2000，158-159

作者簡介：

李玉梅：女，1987年生，甘肅金昌，西北民族大學電氣工程學院，助教，研究方向：分布式電源。