分布式電源接入對電網(wǎng)繼電保護影響分析

任健銘

【摘要】：隨著科技水平的不斷發(fā)展，能源技術水平不斷得到發(fā)展與更新，電力系統(tǒng)的技術水平也在發(fā)生變化，檢測技術的智能化將有助于電網(wǎng)有力的輸出電源，分布式電源系統(tǒng)是電網(wǎng)的重要保障，并且有效維護電網(wǎng)的運行，保障發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定。分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置進行全面檢測可以查詢其運行的可靠性狀況。文章通過對分布式電源系統(tǒng)在繼電保護裝置上的應用進行分析，提出一些看法以供參考。

【關鍵詞】：分布式電源；接入特性；電網(wǎng)繼電保護；影響；策略

引言

分布式電源在電力領域內應用，是電力領域發(fā)展主要趨勢，有效推動配電網(wǎng)現(xiàn)代化發(fā)展建設。按照分布式電源應用實際情況而言，分布式電源對于配電網(wǎng)電壓具有直接性影響，提升配電網(wǎng)繼電保護質量，科學合理對電網(wǎng)進行規(guī)劃，具有十分顯著優(yōu)勢。但是這并不表示分布式電源在電力領域內應用沒有任何問題，必須對分布式電源所造成的影響進行有效控制，降低接入系統(tǒng)出現(xiàn)電壓閃動可能性，甚至還會造成電氣設備與電網(wǎng)相互脫離問題，顯著增加安全事故發(fā)生可能性。

1、分布式電源的接入特性

分布式電源接入的一個重要目的是滿足用戶的用電以及保障電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。其主要的運行方式有大系統(tǒng)并網(wǎng)運行、獨立運行、備用運行三種。這三種分布式電源的運行方式對于其在電網(wǎng)繼電保護的影響也產(chǎn)生了一定的作用。在傳統(tǒng)的電網(wǎng)繼電保護中，一般使用的是10kv饋線，這種方式的線路是由110kv的變電站或者是由35kv變電站的低壓側10kv母線送出，并且對于用戶直接進行供電，只有一小部分使用的是10kv非終端線路。而對著這些終端線路以及非終端線路一般的保護方法是采用三段式保護電流以及其它的保護原則來進行。而分布式電源接入電網(wǎng)后，原來電網(wǎng)的單電源結構轉變?yōu)槎嚯娫淳W(wǎng)絡結構、電網(wǎng)的潮流可以進行雙向流動、這種變化使得電網(wǎng)的保護機理、各種的保護定、饋線上的各個自動化裝置都發(fā)生了非常大的變化，我們需要對此進行認真的研究與分析工作，并且根據(jù)研究的結果進行科學的實驗與模擬化的探索，尋找出有效的解決方式與策略進行分布式電源接入電網(wǎng)后相關裝置的改進，促進電網(wǎng)結構的優(yōu)化配置、提升我國電網(wǎng)的科學含量與水平。

2、分布式電源接入對電網(wǎng)繼電保護的影響

2.1對配電網(wǎng)潮流的影響

傳統(tǒng)的單電源輻射型饋電線路的潮流從母線流向負荷，潮流在饋線中流動產(chǎn)生電壓損耗，節(jié)點電壓逐漸降低。分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)從無源配電網(wǎng)絡轉變?yōu)橛性磁潆娋W(wǎng)絡，改變了潮流的大小和方向，從而使饋電線路的節(jié)點電壓也隨之改變。分布式電源接入配電網(wǎng)，理想的狀態(tài)是分布式電源與配電網(wǎng)之間發(fā)生功率交換，實現(xiàn)功率就近平衡，多余或不足電力負荷通過并聯(lián)變壓器與配電線路進行功率交換，實現(xiàn)有功傳輸和無功補償。

2.2傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護配置及DG接入帶來的影響

在傳統(tǒng)配網(wǎng)保護中，多以保護大電網(wǎng)安全為出發(fā)點，根據(jù)線路和用戶負荷特點一般配有電流保護、過/欠壓保護、過負荷保護、漏電保護、不平衡保護（斷線保護）等。由于大多數(shù)配電網(wǎng)為單電源網(wǎng)絡，且相應故障大多為瞬時故障，所以傳統(tǒng)的配電網(wǎng)饋線保護采用三段式電流保護，即電流速斷保護、限時電流速斷保護和過流保護。

2.3分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護的影響

在輻射型配電網(wǎng)絡中，配電網(wǎng)繼電保護一般按單電源輻射型結構設計和整定，由于只有一個電源向故障點提供短路電流，只需要跳開系統(tǒng)側斷路器即可清除故障，保護相對比較簡單，一般只配置速斷和過流保護。分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)絡變成多源網(wǎng)絡結構，在故障發(fā)生時會引起短路電流大小和方向的改變，給繼電保護和安全自動裝置的正常運行帶來一系列問題，如原有繼電保護不做改動或調整，可能使保護出現(xiàn)誤動或拒動，直接影響配電網(wǎng)安全運行。

3、分布電源接入對配電網(wǎng)產(chǎn)生的影響及應對措施

3.1對電網(wǎng)規(guī)劃的影響的措施

負荷預測是電網(wǎng)規(guī)劃設計的基礎，能否準確地預測負荷是電網(wǎng)規(guī)劃的前提條件。分布式電源接入電網(wǎng)，加大了其所在區(qū)域的負荷預測難度，改變了既有的負荷增長模式。將分布式電源發(fā)展納入電網(wǎng)規(guī)劃，通過統(tǒng)計各個臺區(qū)分布式電源滲透率，分析區(qū)域分布式電源接入情況，預測分布式電源發(fā)展，在制定電網(wǎng)規(guī)劃時充分考慮分布式電源的發(fā)電消納問題。在配電網(wǎng)電源規(guī)劃時，需考慮接納光伏電站的發(fā)展要求。例如在小水電豐富、太陽輻照強的地區(qū)可以大力發(fā)展光伏。

3.2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)的過程中要做好設備的維護工作，從而降低發(fā)生故障的效率。保證設備可以正常運行，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。

3.3加裝低周低壓解列裝置

加裝低周低壓解列裝置是分布式電源接入電網(wǎng)后產(chǎn)生影響的另一個應對措施，可以對于促進電網(wǎng)的穩(wěn)定性發(fā)揮出重要的作用。原因在于，低周低壓解列裝置的科學、有效的運用可以降低非同期合閘和故障點拉弧對于電力系統(tǒng)繼電保護模式的影響。比如：通過適當延長重合閘的動作時間，能夠使分布式電源在進行合閘之前就可以與故障點的聯(lián)系進行有效的斷開。

結語

DG為電網(wǎng)引進了可持續(xù)發(fā)展的、潔凈的新能源，但同時給電網(wǎng)繼電保護運行帶來了很大的挑戰(zhàn)。如何有效地管理和控制DG，使其對電網(wǎng)穩(wěn)定運行的影響盡可能小，是未來分布式電源繼續(xù)發(fā)展的研究重點。本文首先分析了配電網(wǎng)接入DG后繼電保護特性的改變情況，并理論分析了不同接入容量和不同接入地點對繼電保護特性的不同影響，同時結合目前已有的研究成果討論了DG未來的研究方向，并給出了有益的建議。

【參考文獻】：

[1]王樹東，錢其三.分布式電源對配電網(wǎng)保護的影響分析及改進方案[J].重慶理工大學學報（自然科學版），2014，28（1）：87-90.

[2]喬明，王瑩，楊波，等.含分布式電源的配電網(wǎng)保護技術[J].黑龍江電力，2016，38（2）：127-130.endprint