探討分布式發電對配電網繼電保護的影響

賈云隆

摘 要：近些年，分布式發電作為一種新型的環保高能的發電技術獲得了較快的發展。但是分布式發電系統的大量使用改變了配電網的實際電流分布情況和繼電保護裝置的條件，影響了配電網的繼電保護作用。該文根據分布式發電對配電網繼電保護的影響為主要內容進行探究，介紹了分布式發電的概念以及其在發電方面的優勢，在接入對配電網繼電保護方面產生的可能影響，有利于進一步推廣分布式發電的廣泛應用。

關鍵詞：分布式發電 配電網 繼電保護

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0037-01

我國面臨著能源緊張和資源日益減少的問題，所以人們越來越重視開發和利用可再生能源，與之相應的分布式發電技術由此飛速發展，由于分布式發電技術的使用使得電力系統發生了重大變化，也影響了電力系統的控制和運行。在這一領域中，分布式發電對配電網繼電保護的影響是其中關鍵的一環，所以要保證調整傳統的配電網的保護措施才能滿足分布式電源的使用要求，探索分析分布式發電對配電網繼電保護的影響，并對此提出對策，具有重要的實際意義。

1 分布式發電的概念

分布式發電作為一種新興技術，不同于傳統的大容量集中式發電，又稱分布式能源，發電方式分散且非集中式的。其特點是在用戶附近而且容量一般較小，能源一般采用可再生的能源，例如天然氣、太陽能、生物質能、小型風力發電、小型水力發電等。分布式發電一般要接入配電網，因而影響到配電網的多方面性能，例如電網的可靠性、短路電流以及繼電保護等方面。分布式發電一般采用許多電子裝置，電子裝置的設計要保證防止大電流通過。

2 分布式發電的優點

分布式電源適用于低壓或中壓的配電網，且還會影響到配電系統的使用。以前的配電系統只有對用戶分配電量的作用，而新型的配電系統則具有功率交換的功能，具體就是將收集起來的電力進行傳輸送至別的地方，且分配至用戶。所以其未來不僅僅是簡單的配電系統更具備電力交換的功能。分布式發電特點是分散性、隨機性。電網里接入較多的分布式電源將會影響配電系統的安全穩定運行情況。從電網保護方面入手，這種系統缺乏一定的過載能力。一旦分布式發電接入電網中，引起電網特性會發生相應的變化，另外分布式發電所具備的電子裝置也會影響到電網原有的繼電保護功能的發揮。有人提出了一種自動裝置配置方案用于分布式電源并網時的保護作用，用允許式方向縱聯保護方式來代替配電網原有的距離保護，使并網變電站的供電變得更加可靠。分布式電源注入的容量問題要從保護供電可靠性方面出發，要研究確定分布式電源注入容量水平的基本條件。主從式區域縱聯保護方案可以用來解決高滲透率的配電網繼電保護問題，這種方法是基于縱聯比較保護原理，以通信為基礎，用來保護配電變電站。

3 分布式發電對配電網繼電保護的影響

隨著我國逐步建立起來公平競爭的電力市場，可以預見分布式發電將在未來占據越來越多的市場份額，并結合現有的電力系統，形成整體高效靈活的電力系統，對于提高社會的利用能源效率以及增強整個供電系統的安全性、穩定性以及可靠性具有重要的實際意義。分布式發電接入到電網中將大大的影響到當前的配電網絡的結構以及配電網中電流保護的作用，而且還會對熔斷器、自動重合閘的保護作用產生影響，從而影響到整個配電網的運行和控制。

3.1 對兩段式電流保護的影響

分布式發電系統接入到配電網中后，一旦故障發生，配電網中的故障引起到電流的大小和分布會發生明顯的不同，這對配電網原有的繼電保護裝置的正常運行將產生較大的影響。安裝分布式電源的配電網如果出現故障，基于分布式電源能夠助增或分流電流，會引起故障電流經過保護裝置時出現增大或者減小，這將一定程度改變保護范圍及靈敏度，使得各個保護裝置的配合出現問題。例如將分布式發電接入到10kV的配電網中，并且將10kV變電站的電網設定為一個電壓源，依據這個設定的條件來對分布式發電對配電網繼電保護的影響進行分析，分布式發電一旦接入到10kV配電網，配電網將會從傳統的單側電源網絡變成雙側電源以及多側電源網絡，從而使得故障電流的大小、方向和持續時間發生變化。

3.2 對自動重合閘的影響

依據相關的理論，瞬時性故障在配電網發生的故障中一般占比例高達80%，由于自動重合閘的使用，可以明顯提高系統供電的可靠性以及減少線路停電次數，尤其對單側電源供電的單回線路具有更好的工作效果，所以在配電網中，自動重合閘得到廣泛的應用，使得故障線路能夠自主恢復正常供電，更能夠很好地提高電網的可靠性。配電網中接入分布式電源之后，一旦線路出現瞬時性故障，分布式電源在故障后可能沒有脫離線路，而是持續輸送電流到故障點，如此會引起故障點出現電弧，使得自動重合閘的作用失敗。另外，出現故障會引起電力的孤島和電網之間不能同步性，這種情況一旦出現，非同期重合閘就會出現沖擊電流或電壓，這是要在現代電力系統中盡量避免的。由于分布式電源接入會引起故障點的持續電弧等隱患，因此要在分布式電源的側裝備自動解列裝置，重合閘發生動作之前會將分布式電源從故障線路切除，同時重合閘的動作時限可以適當延長從而避免故障點持續電弧，以避免對系統造成太大的沖擊。

3.3 對熔斷器保護的影響

若分布式電源接入分支線則會導致熔斷器的保護作用受到限制。在某段線路接入分布式電源，一旦某點出現故障，接入分布式電源將影響到熔斷器的保護作用，造成兩方面的威脅。一方面分布式電源以及系統側電源都會出現故障電流輸送到故障點，一旦電流值過大將使得線路的上級以及下級出現同時損壞或熔斷的可能，但是按照電力保護原則的要求，熔斷器不能受到影響，所以，分布式電源的接入使得熔斷器保護的配合關系破壞。從另一方面來講通向故障點傳送一定的反向故障電流，基于熔斷器不能判別方向的原因，若容量足夠大會使得反向的故障電流變得很大，導致熔斷器發生損壞。

4 結語

分布式發電是當前出現的一種新型的高效、清潔的發電方式，可以預見一定會廣泛運用到未來的電力系統中。但是較多的分布式電源引入配電網將會對配電網的結構和配電網短路電流的大小以及分布產生嚴重影響，限制了配電網的繼電保護作用。為了改善配電網的可靠供電以及供電的質量，所以對分布式發電對給配電網繼電保護和動作的影響進行探索具有重要的實際意義。

參考文獻

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