分布式電源對配電網繼電保護的影響

姚乃偉

摘要：當前分布式電源的應用越來越廣泛，其特點也越來越明顯，從環(huán)境角度來看，它具有保護性，從電源本身的使用情況來看，它具有靈活性和高效性的特點。所以，當前愿意選擇分布式電源的人越來越多，此種電源的市場前景也在逐漸擴大。但是，在此種電源逐漸被并入到傳統(tǒng)的配電網時，這便使配電網的供電方式發(fā)生了翻天覆地的變化。配電網在工作期間，可能會導致它之前的繼電保護裝置發(fā)生誤動或者拒動。這種影響會增大系統(tǒng)的工作壓力，同時也會導致系統(tǒng)在運行期間出現(xiàn)不同的問題。就此種情況來看，我們需要對分布電源對配電網繼電保護帶來的影響進行分析，并找到相應的改進措施。

關鍵詞：分布式電源;配電網;繼電保護

隨著科技的不斷發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了分布式發(fā)電方式，此種發(fā)電方式不僅能夠節(jié)約能源，還能夠減少對環(huán)境的負面影響，這是對大規(guī)模電力系統(tǒng)的有利支撐和補充。除此之外，它還可以對負荷區(qū)域的配置進行優(yōu)化。分布式電源是直接接入配電系統(tǒng)，并網運行或采取獨立運行的方式。分布式發(fā)電的接入對配電網的供電經濟性和節(jié)點電壓、潮流、短路電流、網絡供電可靠性等都會帶來影響。為了對此更加了解，也為了更好地推動電力系統(tǒng)的發(fā)展，本文便從不同角度出發(fā)，對分布式電源所造成的影響進行了詳細分析。

一、分布式電源概述

此種電源是一種新型的電源，因為在安裝時，相關工作人員會以分散的方式，將其安裝在不同用戶的周圍，所以具有一定的靈活性。也正是此種原因，導致它只能被劃分到小型電源的范疇，其發(fā)電功率也被嚴格控制在了5KW-50MW之間。再加上此種電源占地面積小，所以并不會給環(huán)境帶來負擔，為此可以減少電源為環(huán)境帶來的負面影響。筆者在調查期間發(fā)現(xiàn)，還了解了國際上是如何對其進行定義的，他們將其當未經規(guī)劃的電力生產方式，并且此種電源不能實現(xiàn)統(tǒng)一調度，平時使用的時候，主要和配電網連接在一起。即便如此，每個國家在提到此種電源時所使用的專業(yè)術語都存在差異。比如，美國稱之為“分散式發(fā)電”;英國則稱其為“嵌入式發(fā)電”。

二、分布式電源對配電網繼電保護的影響

（一）接入位置對配電網繼電保護的影響

相關工作人員將分布式電源接入到配電系統(tǒng)之后，接入點所產生的阻抗比值會嚴重影響系統(tǒng)短路電流。此種情況下，不同位置的保護，受到分布式電流的影響也不同。大部分情況下，當此種電源一旦接入配電網，就會形成多源供電的一個局面。這就使得所有電源都會成為一個主題，如果母線發(fā)生故障，那么整個電源都會出現(xiàn)短路的情況。例如，當分布式電源的下游如果出現(xiàn)故障，這種情況下保護裝置就不會受到影響，上游出現(xiàn)故障時，保護裝置也不會受到影響。但是，如果系統(tǒng)附近的線發(fā)生短路故障，保護裝置則會受到影響出現(xiàn)故障。

（二）電網暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性對繼電保護的影響

電流互感器能夠比較直接的反映出電流的波形，它的這一功能夠在繼電保護中發(fā)揮重要作用。尤其在出現(xiàn)故障的時候，它不僅能夠讓工作人員通過波形辨認出當前電流的大小，還可以有針對性的發(fā)映出電流的相位，還可以反映出其中的變化率。一般情況下，互感器主要是通過電磁感應這種原理，充分利用鐵心耦合從而完成電流的交換。與此同時，它也會因為磁飽和特性的這一特點，被當做是電流過大，從而使電流互感器也達到飽和狀態(tài)，電流也會迅速增加。因為其中含有大量非周期分量和高次諧波，所以會使二次電流嚴重失真，從而影響繼電保護的正確動作。當電流互感器飽和時，就會對距離造成影響。除此之外，高壓、超高壓輸電線路也會因為短路容量大，在出現(xiàn)短距離線路的時候引起電流互感器飽和。這種情況會在差動回路中引起比較大的不平衡電流，最終導致保護勿動。相關人員可以通過提高差動門檻以及相關的比例制動系數來提高差動保護的防誤動能力。但是，這樣也會增加保護的動作時間。在進行變壓器的差動保護時，其周圍的額定電壓會發(fā)生變化，數值并不會相同，所以在這里裝設的互感器的型號也會有所差別，而最后所得到的飽和特性和勵磁涌流也會存在不同之處。所以，從電流互感器的暫態(tài)特性。我們可以看出，當外部出現(xiàn)故障，或者出現(xiàn)空載合閘等情況的時候，再或者電壓逐漸恢復到暫態(tài)的時候，都會出現(xiàn)分量電流。

三、相關改進措施

為了減少分布式電源對配電網保護的影響，相關工作人員需要結合實際情況，總結出一些相應的改進措施。首先需要以分布式電源為界限，在分布式電源的上游兩側分別安裝一個方向性元件，然后在此基礎上安裝一個斷路器。在此之后，如果某段線路上的電流不正常時，就會被認定為屬于本區(qū)域當中的故障從而切除。另外，這個時候，還能夠充分利用電源下游的線路，并將其當做助增電源，對這些線路進行整理的時候，要保留之前的三段式電流保護。

電網正常運行的時候，故障限流器的阻抗是0。但是，當線路出現(xiàn)故障的時候，電流就會增大，它就會對外顯示高阻抗。在線路當中安裝故障限流器的時候，既可以減小故障時的電流，又能夠充分避免故障發(fā)生。除此之外，還可以選擇超導故障限流器，因為它的功能更為完善，所以能夠更好地達到預期效果。

相關工作人員在尋找改進措施的時候，還可以為配電網繼電保護安裝一個以其他電氣量為度量單位的保護，避免其受到分布式電流的影響。比如加裝一個方向比較式的縱聯(lián)保護，這樣可以利用輸電線路兩端的功率方向做出判斷，功率方向相同則為區(qū)內故障，功率方向相反，則為區(qū)外故障。

四、結語

綜上所述，我們可以從中發(fā)現(xiàn)，分布式電源有著其自身的優(yōu)點，不僅能夠提高能源的利用率，還能夠減小對環(huán)境帶來的負面影響，并且還可以提高電源供應的可靠性，帶來更大的經濟效益。所以，它作為一種新的供電模式，一定會在之后的電力系統(tǒng)發(fā)展中得到重視，并被廣泛應用。所以，筆者在分析分布式電源對配電網繼電保護的影響的時候，不僅對可能出現(xiàn)的情況進行了探究，還提出了一些解決的方案。由此我們可以充分的看出，分布式電源是現(xiàn)代配電網的主要發(fā)展趨勢，之后會對配電系統(tǒng)造成比較大的影響。

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