分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護的影響

江蘇省電力公司溧陽市供電公司 213300

摘要：分布式發(fā)電是在科學技術(shù)發(fā)展的大環(huán)境下產(chǎn)生的一種具有高效率和環(huán)保性能的全新的發(fā)電技術(shù)，隨著科技手段的發(fā)展，分布式發(fā)現(xiàn)正義突飛猛進的發(fā)展速度在電力行業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中發(fā)揮著自身的作用。如果在電力系統(tǒng)中接入分布式發(fā)電系統(tǒng)，原有的配電網(wǎng)故障電流會受到一定程度的影響，原有繼電保護裝置的基礎(chǔ)也會隨之發(fā)生改變。因此，高度重視分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護的影響是促進電力行業(yè)發(fā)展建設(shè)的重要手段。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；配電網(wǎng)；繼電保護；影響

在社會主義市場經(jīng)濟快速發(fā)展的大環(huán)境下，電力行業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，在實際發(fā)展建設(shè)過程中，要想進一步提高我國的綜合國力，電力企業(yè)還必須結(jié)合實際發(fā)展狀況結(jié)合現(xiàn)代科技手段發(fā)展的狀況不斷擴大自身的發(fā)展規(guī)模。多個分布式電網(wǎng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的綜合使用正是電力企業(yè)為提高自身綜合實力的主要發(fā)展方向之一，分布式發(fā)電網(wǎng)具有容量小的特點，必須以配電網(wǎng)為依據(jù)才能順利接入帶電力系統(tǒng)中。分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到電力系統(tǒng)后，原有配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及電網(wǎng)中的電流將發(fā)生較大的改變。繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，接入分布式發(fā)電系統(tǒng)后，繼電保護裝置也會受到一定程度影響。下文從配電網(wǎng)的特點和保護的配置著手，對分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護的影響做了總結(jié)介紹。

一、配電網(wǎng)的特點和保護的配置

拓撲結(jié)構(gòu)是配電網(wǎng)中常見的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要包括放射式接線、樹干式接線以及環(huán)網(wǎng)式接線三種接線類型。接線形式的選擇主要依賴與供電和可靠性和安全性。目前，我國絕大部分電網(wǎng)均采用放射式接線形式，因為這種接線形式具有可靠性高、容易進行保護和整定以及容易擴充等特點。放射式接線類型的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，電源的供電形式以單側(cè)供電為主，我國配電網(wǎng)的繼電保護均以次作為設(shè)計依據(jù)。

目前，我國中低壓配電網(wǎng)絕大部分采用的是單側(cè)電源和放射式接線配電網(wǎng)絡(luò)。與高壓大電網(wǎng)的繼電保護裝置相比，配電網(wǎng)的繼電保護十分簡單。配電網(wǎng)中繼電保護的主要對象有電流、電壓以及過電流和距離等。放射式配電網(wǎng)的潮流一單向流動為主，為優(yōu)化配電網(wǎng)裝置，通常可以對分支路線采用高壓熔斷器作為保護依據(jù)。

二、分布式發(fā)電和分布式電源的概念

上世紀中期，伴隨著發(fā)電技術(shù)和輸配電技術(shù)的發(fā)展，全球范圍內(nèi)大型電站的數(shù)量越來越多，各國均在一定程度上完成了集中發(fā)電和遠距離輸電的需求。到本世紀初期，分布式發(fā)電和配電網(wǎng)已經(jīng)處于初期結(jié)合階段，在降低電力企業(yè)投資的同時，還能有效保護生態(tài)環(huán)境，這時候，電力系統(tǒng)的安全性和可靠性特得到了一定程度的提升。

分布式發(fā)電是之間配置在電網(wǎng)系統(tǒng)上的發(fā)電設(shè)施，具有經(jīng)濟、高效率以及安全的特點；分布式發(fā)電包括所有安裝在發(fā)電系統(tǒng)周圍的發(fā)電設(shè)施，是現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的主要選擇。分布式電源是指具有提高能源效率和減低資源消耗作用的手段，由于一次性能源具有較大的差異，分布式電源通常可以分為化石能源分布式電源、可再生能源分布式電源以及電能存儲的混合式分布式電源等類型。

三、分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護的影響

分布式發(fā)電與電力系統(tǒng)處于并網(wǎng)運行狀態(tài)，在實際運行過程中必然會對配電網(wǎng)繼電保護裝置產(chǎn)生一定程度的影響。分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)系統(tǒng)后，原有的配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，同時也會對系統(tǒng)中故障電流產(chǎn)生一定的影響。另外，如果分布式發(fā)電系統(tǒng)自身帶有故障因素，那么，分布式發(fā)電系統(tǒng)的故障因素也會對配電網(wǎng)系統(tǒng)中的繼電保護產(chǎn)生影響。電流在配電網(wǎng)運行過程中受諸多因素的影響具有不穩(wěn)定性，因此，分布式發(fā)電電流也會對配電網(wǎng)中的繼電保護產(chǎn)生影響。下文從分布式發(fā)電對故障電流、三段式電流保護以及熔斷器保護的影響做了簡單介紹。

（一）分布式發(fā)電對故障電流的影響

分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)系統(tǒng)中后，會對原有系統(tǒng)中的故障電流產(chǎn)生一定程度的影響。為了提高繼電保護裝置的實際效益，通常情況下，應(yīng)該對分布式發(fā)電系統(tǒng)進行串聯(lián)電抗處理，當配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，分布式發(fā)電系統(tǒng)能夠發(fā)出與配電網(wǎng)系統(tǒng)相一致的電流，這時，電網(wǎng)系統(tǒng)便可以根據(jù)不同形式的分布式發(fā)電系統(tǒng)，確定合適的電抗值。總之，分布式發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)繼電保護中故障電力具有較大的影響，只有選擇合適的電抗值，才能有效控制影響因素。

（二）分布式發(fā)電對三段式電流保護的影響

如果配電網(wǎng)系統(tǒng)沒有接入分布式發(fā)電系統(tǒng)，三段式電流即為比較常見的機電系統(tǒng)保護方式。當配電網(wǎng)系統(tǒng)接入分布式發(fā)電系統(tǒng)后，三段式電流保護將會受到比較嚴重的影響：第一，使原系統(tǒng)中電路保護動作的靈敏度降低。如下圖1所示，如果在BC中間位置接入分布式發(fā)電系統(tǒng)，這時BC將劃分為兩段，如果D1位置產(chǎn)生問題，這時三段式電流保護裝置很難準確判斷故障的額來源，導(dǎo)致故障判斷的；靈敏性偏低；第二，電路保護動作的準確性偏低；第三，相鄰電路之間原有的保護動作有效性降低。如下圖1所示，如果終端線沒有發(fā)生故障，相鄰狀態(tài)下的電網(wǎng)故障電流值將會不斷增加，最終導(dǎo)致保護動作難以選擇合適的保護方式。

圖1：接入分布式發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)

（三）分布式發(fā)電對熔斷器保護的影響

如果配電網(wǎng)線路中產(chǎn)生的電流產(chǎn)過了線路本身多能承受的范圍，熔斷器內(nèi)部的熔體受高溫影響將會出現(xiàn)熔斷問題，系統(tǒng)會自動切斷故障，增強保護系統(tǒng)的可靠性。熔斷器通常安裝在配電網(wǎng)變壓器高壓方向或者是電路的分支位置上。將分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)裝置中后，繼電保護裝置中熔斷器受故障的影響會出現(xiàn)熔斷的問題，導(dǎo)致該系統(tǒng)實際效益偏低，因此，設(shè)計人員必須結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)實際運行狀況，不斷優(yōu)化接入分布式發(fā)電系統(tǒng)后的配電網(wǎng)系統(tǒng)。

結(jié)束語

總之，分布式發(fā)電系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用有效提該了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。因此，工作人員應(yīng)該在明確配電網(wǎng)特點的前提下，了解分布式發(fā)電和分布式電源的實際定義，并從分布式發(fā)電對故障電流、三段式電流保護以及熔斷器保護的影響著手，為提高配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和可靠性打下堅實的基礎(chǔ)。

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