分布式電源接入配電網(wǎng)保護(hù)方案的研究

肖孝天，楊 超（貴州大學(xué)，貴陽(yáng) 550025）

分布式電源接入配電網(wǎng)保護(hù)方案的研究

肖孝天，楊 超
（貴州大學(xué)，貴陽(yáng) 550025）

分布式發(fā)電（DG）是一種新興的電力電源技術(shù),它有利用率高、耗損小、環(huán)保、運(yùn)行靈活,經(jīng)濟(jì)性比較好等特點(diǎn)。然而，隨著DG的接入，傳統(tǒng)的單電源輻射網(wǎng)發(fā)展成了多電源環(huán)網(wǎng)，這樣給傳統(tǒng)保護(hù)帶來了一些問題，如靈敏度會(huì)降低、保護(hù)誤動(dòng)和失靈等。所以，需要改進(jìn)現(xiàn)有保護(hù)方案，進(jìn)而促進(jìn)DG發(fā)展。本文對(duì)DG接入配電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的影響進(jìn)行了研究，對(duì)現(xiàn)有保護(hù)方案進(jìn)行了研究，進(jìn)而提出了改進(jìn)保護(hù)方案。

分布式發(fā)電;配電網(wǎng);現(xiàn)有保護(hù);改進(jìn)方案

0 引言

分布式發(fā)電（DG）是一種新興的電力電源技術(shù),它的出現(xiàn)是我們的可持續(xù)發(fā)展政策與科技技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。DG的容量較小,容量一般在幾個(gè)千瓦到幾兆瓦范圍之間,通常有動(dòng)力裝置、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池、燃料電池等。大多數(shù)的DG距離負(fù)載不遠(yuǎn),這樣減少了傳輸過程中的損耗，方便了用戶，使得供電更可靠,因此具有利用率高、耗損小、環(huán)保、運(yùn)行靈活,經(jīng)濟(jì)性比較好等特點(diǎn)。

1 DG接入對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響

我國(guó)的配電網(wǎng)還存在有較多的單輻射型線路，并且它們的保護(hù)大多采用三段電流保護(hù)：瞬時(shí)電流保護(hù)、定時(shí)限電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。因?yàn)镈G接入，結(jié)構(gòu)和潮流都發(fā)生了變化。發(fā)生故障時(shí)的短路情況也會(huì)發(fā)生改變。因此亟需研究新的技術(shù)方案解決這些問題。

2 分布式發(fā)電條件下現(xiàn)有保護(hù)方案研究

現(xiàn)有保護(hù)方案:

2.1 在傳統(tǒng)方法上保護(hù)的改進(jìn)

DG頻繁的投切會(huì)影響過電流保護(hù)的性能。文章[1]模擬了大量的仿真，得出兩種情況下（投入和退出DG）的短路電流的特性圖，進(jìn)而提出一種自適應(yīng)的保護(hù)方案來分別設(shè)定反時(shí)限過電流保護(hù)的定值。

2.2 利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)的保護(hù)方法

這種方法可以通過建立簡(jiǎn)單的模型來模擬人的思維。將這種方法運(yùn)用到配電網(wǎng)的保護(hù)上，可以同步處理大規(guī)模大范圍的配網(wǎng)信息，對(duì)部分信息也有較好的魯棒性[2]。

2.3 利用暫態(tài)保護(hù)的保護(hù)方法

暫態(tài)保護(hù)是指利用傳感器接收并處理配網(wǎng)的故障暫態(tài)信息來進(jìn)行的保護(hù)。但是可能會(huì)受到傳感器頻寬的限制而得不到關(guān)鍵的信息[3]。

2.4 基于廣域信息的保護(hù)方法

這種保護(hù)方法是收集開關(guān)處的電氣量或者其它的狀態(tài)量的信息，通過相互交換的方式，對(duì)配網(wǎng)中的多點(diǎn)信息充分利用，從而更準(zhǔn)確、可靠地定位故障。

3 對(duì)現(xiàn)有饋線保護(hù)的改進(jìn)方案

由于上一章的幾類保護(hù)一旦通訊出現(xiàn)問題，保護(hù)也將失效。因此，需要研究改進(jìn)保護(hù)方案。

（1）DG的接入后，它與原系統(tǒng)電源之間的各段線路相當(dāng)于雙電源系統(tǒng)。因此，為確保保護(hù)的選擇性，需要在這些上游線路兩側(cè)均裝設(shè)方向性的三段式電流保護(hù)；由于注入DG的容量不同而使助增電流的大小不定，所以也要考慮DG下游的各線路的保護(hù)需要重新進(jìn)行整定。

圖1 方向元件動(dòng)作方向的規(guī)定圖

（2）需要在DG下游用到前加速重合閘，而Es與DG之間不用裝前加速重合閘。這是由于如果瞬時(shí)性故障發(fā)生在DG下游第一條線路上時(shí)，會(huì)可能因?yàn)橹睾祥l的斷開注入的短路電流而擴(kuò)大停電范圍。

（3）隨著DG頻繁的投切而保護(hù)重新整定；或者原保護(hù)達(dá)不到快速準(zhǔn)確地切除故障的時(shí)候，考慮采用例如光纖縱聯(lián)保護(hù)、光纖分相差動(dòng)保護(hù)等這樣的方法。

4 主要結(jié)論

研究了DG接入配網(wǎng)后對(duì)原有保護(hù)系統(tǒng)的影響，并經(jīng)過分析提出改進(jìn)的方案。

（1）介紹了DG的技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)單分析了分布式電源接入對(duì)配電系統(tǒng)的影響。

（2）如為判斷DG上游線路兩側(cè)是哪側(cè)出現(xiàn)故障，所以兩側(cè)都要有方向性的保護(hù)裝置；為防止擴(kuò)大供電范圍只在DG下游安裝前加速重合閘裝置等。

[1]Mesut Baran, Ismail El-Markabi. Adaptive over current protection for distribution feeders with distributed generators. IEEE PES Power Systems Conference and Exposition, New York, America, 2004:71-719.

[2]尹星光,基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)距離保護(hù)的研究：[碩士學(xué)位論文].廣西大學(xué),2002．

[3]苗友忠.配電系統(tǒng)饋線整體化暫態(tài)保護(hù)與分布智能故障定位的研究：[博士學(xué)位論文].天津大學(xué),2004．

肖孝天（1989-），男，漢族，貴州平壩人，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制。