新能源接入對電網(wǎng)繼電保護(hù)選擇的影響

王江超

摘要：現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力資源在社會中發(fā)揮著重要的作用，所以應(yīng)當(dāng)做好電力的保護(hù)工作，基于此，本文分析了新能源對電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，體現(xiàn)在光伏電站、風(fēng)能發(fā)電兩方面，以期拋磚引玉，為有關(guān)人士提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：新能源;繼電保護(hù);太陽能;風(fēng)能

引言：電力系統(tǒng)在使用期間，多數(shù)會在繼電保護(hù)策略實行系統(tǒng)的保護(hù)，新能源屬于綠色資源，在發(fā)電作業(yè)中環(huán)保價值高，發(fā)電形式較多，其中應(yīng)用最為廣泛的就是太陽能和風(fēng)能發(fā)電，這兩種能源均屬于可再生資源，多數(shù)會和低電壓電網(wǎng)連接使用，但這些能源接入后，容易對短路電流造成影響，還需要電力企業(yè)加以重視。

1光伏電站對電網(wǎng)繼電的保護(hù)的影響

我國很多國家和地區(qū)都重視太陽能發(fā)電的建設(shè)與應(yīng)用，光伏發(fā)電站的容量相對較小組網(wǎng)在配電網(wǎng)中會出現(xiàn)繼電保護(hù)的問題，從長遠(yuǎn)來看，在未來的發(fā)展中，對原來的電流大小、流動方向以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，才能夠有效減少繼電保護(hù)的影響;光伏電站并網(wǎng)過程中，對繼電保護(hù)的裝置優(yōu)化升級，確保電網(wǎng)具有可靠性以及安全性，提升整個過程保護(hù)的效果;目前，我國光伏電站在設(shè)計過程中，更加注重運用有效策略，提升整個系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性;不同的并網(wǎng)方式對電繼網(wǎng)的保護(hù)有著不同的路徑，應(yīng)分析目前分布式光伏發(fā)電站的優(yōu)點，討論優(yōu)化配置的價值，進(jìn)行有效的設(shè)計。

1.1半導(dǎo)體材料

分布式光伏發(fā)電站主要是通過太陽能進(jìn)行發(fā)電，具有安全性、廣泛性以及可靠性，主要是應(yīng)用半導(dǎo)體材料發(fā)光接觸，對太陽能能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，發(fā)電原理主要是利用生伏特效應(yīng)，半導(dǎo)體發(fā)光接觸轉(zhuǎn)化為電能。雖然在廣泛的范圍內(nèi)都可以有效利用太陽資源，沒有地域時間的限制，但是在夜間之后世界有一半以上的地域無法應(yīng)用太陽能進(jìn)行發(fā)電。太陽能還是可再生的資源，實際的運用中天氣對其有著很大的影響，如果是在陰雨天氣或者多云天氣，太陽能發(fā)電就會受到明顯影響，如果環(huán)境污染物過多，也會影響到太陽能發(fā)電的效果。太陽能發(fā)電站建設(shè)過程中，不消耗隔離材料，線路相對簡單，但是應(yīng)用這種措施會導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化率低，通過建設(shè)周期的方式，可以提高電能轉(zhuǎn)化的可操作性，但是與其他能源發(fā)電相比，具有顯著性，隨著技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)可以采用柔性化接入方式分析電源特征，對于常規(guī)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)，提升穩(wěn)定性與安全性。

1.2電壓等級選擇

不同的電機(jī)選擇對整個運行會有顯著的影響，當(dāng)分布式發(fā)電站位于附近時，小于10km的電能就足夠當(dāng)?shù)氐氖褂?，這種發(fā)電機(jī)減少配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的影響，在不超過10kV電壓接入時，電壓控制系統(tǒng)容量就可以顯著提高。在不超過8kV電壓接入時，能夠有效提升保護(hù)效果;在8-400kV選擇380V的電壓調(diào)節(jié)，高出400kV后使用10kV控制，這樣的組合優(yōu)化控制方式可以提升電網(wǎng)運輸效果，以避免單一的方式影響到整體的效果[1]。同時接入電網(wǎng)時還應(yīng)當(dāng)依據(jù)經(jīng)濟(jì)、安全、技術(shù)以及電網(wǎng)條件選擇合適的電壓等級，對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，接入后核實審查，保證對電壓安全影響小。

1.3合理接入方式

在組網(wǎng)過程中，專線接入的方法提高電網(wǎng)的科學(xué)性，接入時優(yōu)化電源，設(shè)置控制開關(guān)，避免直接接入。接入過程中，優(yōu)化設(shè)計母線和接地線，合理分析相應(yīng)的地點和位置，以便更好的接入，對于電源出現(xiàn)的間隔以及開關(guān)設(shè)備進(jìn)行距離運輸，電網(wǎng)接入方式控制中，結(jié)合配電室和變電站之間的距離，智能化設(shè)置。

合理的末端選擇是減少配電網(wǎng)的機(jī)電保護(hù)有效策略，通過相鄰之間發(fā)生的故障情況有效分析，對電流流向進(jìn)行排查，相鄰線路自我保護(hù)，防止出現(xiàn)錯誤操作，影響整個電路科學(xué)性。

分支接入的方法指的是一條路線發(fā)生故障時，另一條路線不會受到影響，對電流起到保護(hù)作用，避免串聯(lián)式的故障。通過此種方法可以提高對繼電的保護(hù)優(yōu)化35%左右，但是實際的操作過程中技術(shù)相對較難，只有提升光伏發(fā)電的穩(wěn)定性，避免受到不良天氣的影響產(chǎn)生波動，才能提升實際保護(hù)效果。

間接性切斷這種方法可以選擇大電流的變壓器，尤其在并網(wǎng)方面有很大的差異，對不同的裝置運行特點進(jìn)行分析，通過中間點進(jìn)行控制，提高系統(tǒng)的安全性。實際的保護(hù)過程中，電壓升高部分絕緣體受到傷害，通過設(shè)計警戒值自主切電，提高制度裝置安全性、可靠性以及有效性。電力系統(tǒng)組網(wǎng)運行過程中應(yīng)當(dāng)對安全裝置進(jìn)行分析，對光的影響變化的情況，進(jìn)行總體優(yōu)化設(shè)計，安裝適合的自動裝置，保障穩(wěn)定運行。

2風(fēng)能發(fā)電對電網(wǎng)繼電的保護(hù)

在風(fēng)電的電路保護(hù)系統(tǒng)中，一般應(yīng)用的組合形式是限時流的速斷保護(hù)，對于所選擇的發(fā)電機(jī)以及系統(tǒng)不同，電流發(fā)生故障導(dǎo)致電流的變化也有所差異。他們的共同點都是電流變化的時間較短?？蒲薪M在對接入點進(jìn)行分析后，故障位置在發(fā)生變化時與電路系統(tǒng)的機(jī)組容量、電流變化以及規(guī)模有著一定關(guān)系。機(jī)組上網(wǎng)位置發(fā)生位移之前，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電流增量足夠使得電路出現(xiàn)感應(yīng)磁場，超過線路穩(wěn)定的電流值，故障出現(xiàn)在機(jī)組上網(wǎng)位置下端時，也會使得線路電流變化高于額定的電流，損害電路。不管是一類還是二路故障，電路系統(tǒng)中速斷保護(hù)裝置及時發(fā)揮作用，避免線路發(fā)生大規(guī)模的損壞。當(dāng)發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量超出限制，風(fēng)電在上網(wǎng)過程中就會出現(xiàn)故障，線路的電流也會出現(xiàn)變化，繼電的保護(hù)裝置受到破壞。

2.1環(huán)網(wǎng)差動保護(hù)

此種方法在配電網(wǎng)接入分布式新能源后運行過程中，對信息進(jìn)行采集，之后綜合信息計算差流，迅速找到發(fā)生故障的具體地點，并且直接能夠?qū)@個區(qū)域監(jiān)控，防止故障嚴(yán)重影響到周邊線路的質(zhì)量。此種保護(hù)策略的配置數(shù)據(jù)根據(jù)運行方式差異略微有所不同，工作人員應(yīng)當(dāng)充分根據(jù)實際情況做好配置工作，環(huán)網(wǎng)差動能有效解決和完善分布式新能源接入應(yīng)用問題?？煽刂频臄嗦菲鞣植荚诓煌闹飞蠒r，電路出現(xiàn)故障可以準(zhǔn)確計算出差流，如果該值大于0就可以斷定此區(qū)域出現(xiàn)短路問題，如果發(fā)現(xiàn)短路的問題，確定具體的位置，就可以將其斷開，將故障點分隔開。在未安裝可控的斷路器支路上發(fā)生故障時，需要將對差流與負(fù)荷電流和值兩個數(shù)據(jù)做對比，如果其中一個數(shù)值高于另一個則斷定位出現(xiàn)短路故障，最后在末端需經(jīng)過測試才能斷定是否有短路現(xiàn)象[2]。

2.2后備保護(hù)配合

此種繼電保護(hù)的技術(shù)在具體實際應(yīng)用的過程中，需要采用階段式的過流保護(hù)方式對各個電路器實行保護(hù)，在通信中斷時也能夠保護(hù)配電網(wǎng)。此外，這種方式在環(huán)網(wǎng)差動保護(hù)作用降低時也能夠發(fā)揮保護(hù)的作用，并且自動合閘，未受到環(huán)網(wǎng)保護(hù)的支路一旦出現(xiàn)故障，也可以通過過流保護(hù)切斷故障區(qū)域，以此對其他支路進(jìn)行保護(hù)，在發(fā)生故障后200ms，如果此種保護(hù)動作沒有進(jìn)行障礙的處理，斷路器也沒有任何反應(yīng)時，可以認(rèn)定斷路器失靈，發(fā)生故障500ms后如果還是沒有隔離故障點，則認(rèn)定新能源發(fā)揮保護(hù)作用。

2.3對自動重合閘影響

配電網(wǎng)中通常會在非電纜線路的首端安裝三相重合閘，配備前加速功能，當(dāng)發(fā)生短路故障時會有選擇的跳閘并且重新合閘。前加速合閘有效隔離短路點和電源，避免轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰眯怨收?，危及到電網(wǎng)的安全。前加速合閘通常僅會在首端安裝重合閘裝置，對于瞬時的故障，能立即恢復(fù)電量，有效提升可靠性，有效糾正斷路器機(jī)構(gòu)造成的跳閘[3]。

結(jié)論：綜上所述，電力企業(yè)為進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效的目的，在配網(wǎng)工程中使用了新能源技術(shù)進(jìn)行電力的使用和供給，這種技術(shù)在使用后，供電的質(zhì)量明顯得到了提高，供電發(fā)生異常以及電損耗率都明顯下降，給用戶帶來了較好的體驗，為進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益提供了基礎(chǔ)條件，也推動電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張正祥，孫農(nóng)，黃昱昊.光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響探索[J].自動化應(yīng)用，2020（03）：87-88.

[2]劉耀兵.分布式新能源接入配電網(wǎng)的繼電保護(hù)研究[J].數(shù)字通信世界，2018（10）：244-245.

[3]洪葉.分布式電源并網(wǎng)對繼電保護(hù)的影響研究[J].電氣開關(guān)，2020，58（02）：41-45.