分布式電源接入配電網保護方案的研究

肖孝天　楊超

摘 要：分布式發電（DG）是一種新興的電力電源技術，它有利用率高、耗損小、環保、運行靈活，經濟性比較好等特點。然而，隨著DG的接入，傳統的單電源輻射網發展成了多電源環網，這樣給傳統保護帶來了一些問題，如靈敏度會降低、保護誤動和失靈等。所以，需要改進現有保護方案，進而促進DG發展。本文對DG接入配電網對保護的影響進行了研究，對現有保護方案進行了研究，進而提出了改進保護方案。

關鍵詞：分布式發電；配電網；現有保護；改進方案

0 引言

分布式發電（DG）是一種新興的電力電源技術，它的出現是我們的可持續發展政策與科技技術進步的結果。DG的容量較小，容量一般在幾個千瓦到幾兆瓦范圍之間，通常有動力裝置、風力發電機、太陽能電池、燃料電池等。大多數的DG距離負載不遠，這樣減少了傳輸過程中的損耗，方便了用戶，使得供電更可靠，因此具有利用率高、耗損小、環保、運行靈活，經濟性比較好等特點。

1 DG接入對配電網保護的影響

我國的配電網還存在有較多的單輻射型線路，并且它們的保護大多采用三段電流保護：瞬時電流保護、定時限電流速斷保護和過電流保護。因為DG接入，結構和潮流都發生了變化。發生故障時的短路情況也會發生改變。因此亟需研究新的技術方案解決這些問題。

2 分布式發電條件下現有保護方案研究

現有保護方案：

2.1 在傳統方法上保護的改進

DG頻繁的投切會影響過電流保護的性能。文章[1]模擬了大量的仿真，得出兩種情況下（投入和退出DG）的短路電流的特性圖，進而提出一種自適應的保護方案來分別設定反時限過電流保護的定值。

2.2 利用人工智能技術實現的保護方法

這種方法可以通過建立簡單的模型來模擬人的思維。將這種方法運用到配電網的保護上，可以同步處理大規模大范圍的配網信息，對部分信息也有較好的魯棒性[2]。

2.3 利用暫態保護的保護方法

暫態保護是指利用傳感器接收并處理配網的故障暫態信息來進行的保護。但是可能會受到傳感器頻寬的限制而得不到關鍵的信息[3]。

2.4 基于廣域信息的保護方法

這種保護方法是收集開關處的電氣量或者其它的狀態量的信息，通過相互交換的方式，對配網中的多點信息充分利用，從而更準確、可靠地定位故障。

3 對現有饋線保護的改進方案

由于上一章的幾類保護一旦通訊出現問題，保護也將失效。因此，需要研究改進保護方案。

（1）DG的接入后，它與原系統電源之間的各段線路相當于雙電源系統。因此，為確保保護的選擇性，需要在這些上游線路兩側均裝設方向性的三段式電流保護；由于注入DG的容量不同而使助增電流的大小不定，所以也要考慮DG下游的各線路的保護需要重新進行整定。

（2）需要在DG下游用到前加速重合閘，而Es與DG之間不用裝前加速重合閘。這是由于如果瞬時性故障發生在DG下游第一條線路上時，會可能因為重合閘的斷開注入的短路電流而擴大停電范圍。

（3）隨著DG頻繁的投切而保護重新整定；或者原保護達不到快速準確地切除故障的時候，考慮采用例如光纖縱聯保護、光纖分相差動保護等這樣的方法。

4 主要結論

研究了DG接入配網后對原有保護系統的影響，并經過分析提出改進的方案。

（1）介紹了DG的技術及其優勢，簡單分析了分布式電源接入對配電系統的影響。

（2）如為判斷DG上游線路兩側是哪側出現故障，所以兩側都要有方向性的保護裝置；為防止擴大供電范圍只在DG下游安裝前加速重合閘裝置等。

參考文獻：

[1]Mesut Baran， Ismail El-Markabi. Adaptive over current protection for distribution feeders with distributed generators. IEEE PES Power Systems Conference and Exposition， New York， America， 2004：71-719.

[2]尹星光，基于人工神經網絡自適應距離保護的研究：[碩士學位論文].廣西大學，2002.

[3]苗友忠.配電系統饋線整體化暫態保護與分布智能故障定位的研究：[博士學位論文].天津大學，2004.

作者簡介：肖孝天（1989-），男，漢族，貴州平壩人，碩士研究生，研究方向為電力系統運行與控制。endprint