分布式新能源接入配電網(wǎng)的繼電保護分析

牛曉璐，王芳

（內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

分布式新能源接入配電網(wǎng)的繼電保護分析

牛曉璐，王芳

（內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業(yè)局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

近年來，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電能的地位越來越突出，生產(chǎn)和生活都已經(jīng)離不開電能。要滿足社會發(fā)展對電能的需求，就要做好電力系統(tǒng)的維護工作。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，很多分布式新能源逐漸接入到配電網(wǎng)中，容易影響配電網(wǎng)的運行，因此本文對分布式新能源接入配電網(wǎng)的繼電保護進行了分析。

分布式新能源；配電網(wǎng)；繼電保護

電能是我國發(fā)展過程中不可缺少的重要能源，隨著社會的進步對電能的需求越來越大，增加了電能供應(yīng)的負擔，給電力系統(tǒng)和電網(wǎng)的運行也帶了一定的影響，分布式接入配電網(wǎng)可以提高電能的質(zhì)量，在滿足社會需求的情況下可以達到節(jié)能的效果，但也會導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)故障等問題，因此要對分布式新能源接入配電網(wǎng)的繼電保護進行詳細的分析，從而提高電網(wǎng)的運行能力與供電效應(yīng)。

1 繼電保護的作用及其組成

繼電保護主要的作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以及時發(fā)出保護信號機相關(guān)的報警信號，進行斷點控制，從而保證電力系統(tǒng)的安全，防止安全事故的發(fā)生，避免故障損壞相關(guān)的設(shè)備，從而保證電氣設(shè)備可以在恢復(fù)故障后的安全運行，防止出現(xiàn)大規(guī)模的斷電現(xiàn)象。

繼電保護一般由測量比較原件、執(zhí)行輸出原件和邏輯判斷原件等部分組成，主要是通過監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行，來對電網(wǎng)進行保護。電力系統(tǒng)運行的過程中，運行參數(shù)可以直接反映出電力系統(tǒng)的運行狀況，運行參數(shù)主要包括電壓、功率等相關(guān)的數(shù)據(jù)，繼電保護主要是根據(jù)運行參數(shù)的變化來反映電力系統(tǒng)的運行情況，并且還會根據(jù)運行參數(shù)阿里分析出現(xiàn)故障的原因，找出解決故障的方法，達到保護電力系統(tǒng)的效果。在分布式系能源接入配電網(wǎng)的繼電保護對電網(wǎng)的供電能力有重要的影響，所以要做好繼電保護，降低故障的概率，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

2 分布式新能源的特征

分布式新能源是一種新型的供電模式，與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)集中式的能源供應(yīng)模式有很大的區(qū)別，是一種可以獨立運行的供電模式，在運行的過程中也可以實現(xiàn)并網(wǎng)運行，可控性比較強，具有節(jié)約資源、保護環(huán)境的特點，在電力系統(tǒng)運行的過程中可以有效的進行資源配置，采用需求對應(yīng)式的設(shè)計方式，新型的能源模塊系統(tǒng)可以提供分散式的供熱方式。分布式新能源應(yīng)用了智能化監(jiān)控技術(shù)，遠程感應(yīng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)化群控技術(shù)和動態(tài)監(jiān)控技術(shù)，無需工作人員現(xiàn)場看守，有效整合了人力資源。分布式新能源具有經(jīng)濟效益好、靈活性高、耗能低的特點，可以降低能源在輸送過程中能源的消耗，同時實現(xiàn)能源效能最大化。分布式新能源在優(yōu)化配置的過程中主要是根據(jù)終端能源利用的效率來確定優(yōu)化模式，提高了優(yōu)化的效率，可以合理使用能源，采取新型能源的轉(zhuǎn)換技術(shù)，達到排放分散的效果，從而降低環(huán)境污染的程度。在分布式新能源接入配電網(wǎng)可以提高供電系統(tǒng)的能力，從而改變電能的質(zhì)量。

雖然分布式新能源具有很多優(yōu)點，但是由于我國引進分布式新能源技術(shù)比較晚，相關(guān)理論和技術(shù)起步比較晚，所以在應(yīng)用的過程中存在很多問題，對繼電保護會有嚴重的影響。分布式新能源接入配電網(wǎng)容易改變配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電流的分布，容易導(dǎo)致繼電保護出現(xiàn)拒動、誤動、失靈等現(xiàn)象的發(fā)生，嚴重的還會導(dǎo)致熔斷器、自動重合閘現(xiàn)象，從而導(dǎo)致繼電保護保護命令無法執(zhí)行。因此，分布式新能源接入配電網(wǎng)要做好保護措施，避免分布式新能源對配電網(wǎng)的影響（圖1）。

圖1

2 分布式新能源接入配電網(wǎng)繼電保護的影響

2.1 分布式新能源對配電網(wǎng)繼電保護的影響

在分布式新能源接入配電網(wǎng)中比較常見的保護是三段式電流保護，保護動作主要是由突然增大的電流而觸發(fā)的電流保護，由于分布式新能源的接入，改變了配電網(wǎng)的故障性。分布式新能源接入配電網(wǎng)，在發(fā)生故障時相當于引入了額外的故障電流和潛在的雙向故障電流，分布式新能源具有分流的作用，通過保護裝置的電能有可能變大，也有可能變小，可以改變保護裝置的范圍，對繼電保護帶來一定的影響。

配電網(wǎng)主要是依靠單端電源供電，所以繼電網(wǎng)沒有相關(guān)的方向元件。在接入分布式新能源的節(jié)點上，當線路發(fā)生故障時有分布式新能源提供的電流流向系統(tǒng)故障方向，實際上就是保護裝置下方有分布式新能源時，有保護電流通過故障，由于傳統(tǒng)的電流保護缺乏方向元件，如果故障電流超過了額定的電流值，保護就會失去選擇性。

2.2 降低分布式新能源對繼電保護影響的策略

通過上述的分析，分布式能源在接入配電網(wǎng)中有明顯的優(yōu)勢，但帶給繼電保護的影響也是不能忽視，如果繼電網(wǎng)因為分布式新能源的接入而發(fā)生故障，就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法正常運行，無法發(fā)揮繼電的保護作用，所以在分布式新能源接入配電網(wǎng)的過程中要做好設(shè)備的維護工作，從而降低發(fā)生故障的效率。保證設(shè)備可以正常運行，還要定期檢查分布式新能源接入對繼電保護的影響程度，定期維護是保證電氣設(shè)備正常運行的重要保證，可以消除安全隱患，從而有效避免故障的擴大，充分發(fā)揮出繼電的保護作用，定期維護計劃的制定，要根據(jù)分布式新能源設(shè)備的運行、電力系統(tǒng)的運行和繼電保護裝置的特點來制定，從而保證定期維護的科學性與合理性，充分發(fā)揮出維護的作用。

開展定期維護的過程中要做好記錄工作，雖然設(shè)備發(fā)生故障沒有規(guī)律可循，但是繼電保護裝置和分布式電源容易在同一個元件上發(fā)生故障，要發(fā)揮維護作用，提高維護的能力。通過相關(guān)的記錄可以掌握故障的規(guī)律，還可以通過維護的記錄總結(jié)發(fā)生故障的原因，及時找到解決的措施，從而提高了維護實效性和針對性。除此之外，還要做好繼電保護裝置的選擇工作，根據(jù)分布式新能源來選擇繼電的保護裝置，保證分布式接入能源與繼電保護可以處于良好的運行狀態(tài)。

3 分布式新能源接入配電網(wǎng)的繼電保護

3.1 DG的配電網(wǎng)保護方法

電力系統(tǒng)中含有DG的配電網(wǎng)繼電保護的方法體現(xiàn)在：含有DG 的配電網(wǎng)發(fā)生短路故障，DG自動從系統(tǒng)中解鏈，使配電網(wǎng)可以恢復(fù)單側(cè)供電模式，通過這種方法可以準確的切除有故障的線路，但是卻浪費了DG的功率，所以DG配電網(wǎng)保護技術(shù)還處于探索的過程中，向著智能化和人性化的方向發(fā)展。隨著DG的接入，配電網(wǎng)的供電模式逐漸由單側(cè)供電轉(zhuǎn)為多端供電，如果出現(xiàn)短路的故障，配電網(wǎng)的單側(cè)供電源提供轉(zhuǎn)變成了由配電網(wǎng)電源和DG一起提供短路的電源，DG的接入轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)短路故障電流的大小和方向，為了改進DG接入的配配電保護措施，可以從以下兩個方面入手：第一，在發(fā)生短路故障時可以降低DG提供的短路電流，第二，重新調(diào)整保護裝置的電流并安裝方向原件。

3.2 逆變型分布式電源保護

在逆電分布式電源保護中并網(wǎng)逆變器的控制是逆變型分布式電源系統(tǒng)并網(wǎng)控制的關(guān)鍵，引用比較廣泛的控制策略主要是把電壓作為外環(huán)，電流為內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制。逆變器在分布式電源中自身配置了相關(guān)的保護，不僅可以保護自身的安全，還能保證電網(wǎng)的正常運行。在并網(wǎng)運行過程中，實時檢測自身工作狀態(tài)以及交流電網(wǎng)的狀態(tài)，一旦檢測到故障及異常，逆變器會停止工作并發(fā)出報警信號，從而有效保證配電網(wǎng)的繼電保護。

4 結(jié)語

綜上所述，分布式新能源具有環(huán)保的優(yōu)點，應(yīng)用在電力系統(tǒng)中可以滿足社會發(fā)展對于電力的需求，對我國電力事業(yè)的發(fā)展有重要的意義，有效降低電力運輸過程中的損耗，提高供電的質(zhì)量。但是分布式新能源的接入也有一定的弊端，會改變電流的分布，阻礙了繼電保護，容易出現(xiàn)故障。因此在接入分布式新能源時要采取相關(guān)的保護措施，消除對繼電保護的影響，促進我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]霍麗群.分布式新能源儲能系統(tǒng)工作原理展示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].長春：吉林大學，2014,6 (15):117～28.

[2] 章杜錫，徐海洋，楊莉，等.分布式電源對配電網(wǎng)過電壓的影響[J].電力系統(tǒng)自動化， 2007, 31(12):50～54.

[3]黃偉，雷金勇，夏翔等.分布式電源對配電網(wǎng)相間短路保護的影響[J].電力系統(tǒng)自動化，2008,32(1):93～97.

TM77

A

1671-0711（2017）03（上）-0100-02