分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護的影響

馮轉(zhuǎn)玲

[摘要]隨著我國經(jīng)濟與文化的不斷發(fā)展，社會對電網(wǎng)系統(tǒng)的質(zhì)量有了很高的要求，其可靠性與安全性正變得越來越重要。與傳統(tǒng)供電系統(tǒng)相比，分布式發(fā)電系統(tǒng)的低能耗、安全性高、操作靈活等優(yōu)點受到人們的青睞，本文就分布式發(fā)電（Distributed Generation簡稱GD）對我國配電網(wǎng)繼電保護的影響以及相關(guān)保護措施進行探索。

[關(guān)鍵詞]分布式發(fā)電；影響；配電網(wǎng)保護

文章編號：2095-4085（2016）05-0047-02

分布式發(fā)電系統(tǒng)的使用是從西方國家開始的，分布式發(fā)電通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)百兆瓦（也有的建議限制在30～50兆瓦以下）的小型模塊化、分散式，布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元。由于其較傳統(tǒng)的大功率發(fā)電系統(tǒng)相比更具優(yōu)越性，GD技術(shù)正在得到越來越多國家地區(qū)的關(guān)注和青睞。由于分布式發(fā)電技術(shù)與基礎(chǔ)電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)之間產(chǎn)生的問題，GD技術(shù)目前只能在一些特定的場合與情況下進行使用，比如向出現(xiàn)災(zāi)害的地區(qū)進行持續(xù)供電、對人數(shù)稀少的農(nóng)村，環(huán)境要求苛刻的地區(qū)進行供電。

1.分布式發(fā)電對我國電力發(fā)展影響

分布式發(fā)電的原理是在用電現(xiàn)場再配置較小的發(fā)電機組，滿足某些特殊場合的使用。按照使用技術(shù)的不同又可以分為不同的類型，由于其低能耗、低污染、可靠性高等優(yōu)點，分布式發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中逐步得到更多的應(yīng)用。

由于分布式發(fā)電需要配置發(fā)電機組，所以分布式發(fā)電具有更好的靈活性，但同時分布式發(fā)電也更加繁瑣，而且會對電網(wǎng)繼電保護產(chǎn)生重要的影響。分布式發(fā)電對電網(wǎng)機電保護產(chǎn)生影響的因素有很多，分布式電路接入后的多輻型網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)生故障后的問題線路分析都增大了電網(wǎng)繼電保護的負擔。

目前分布式發(fā)電技術(shù)只在一些特定場合使用，如居民較少的農(nóng)村、移動分散式發(fā)電車、意外災(zāi)害發(fā)生時的繼續(xù)供電等下圖為常見的分布式發(fā)電系統(tǒng)示意圖。

2.分布式發(fā)電技術(shù)產(chǎn)生的問題及措施

2.1

并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線裝置保護方式的改進

分布式電源接入配電網(wǎng)的方式一般來說是指在變電站的35kV或者10kV母線上接入，傳統(tǒng)的線路配置保護模式已經(jīng)不能滿足其基本的保護要求，在配電網(wǎng)的運行過程中，為了提高零序電流保護的靈敏度，在其中性點不運行零序電流的保護，從母線上接入分布式電源之后，在其最大工作方式下，零序網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，從而系統(tǒng)保護的靈敏度也會降低。一般這種情況的處理方式為：就電網(wǎng)保護方式改為允許式方向縱聯(lián)保護作為線路主保護，原有的三段式、四段式零序保護則作為后續(xù)保護。這種措施極大的增大了并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線路自動裝置的容錯率，也從技術(shù)層面上保證了配電網(wǎng)保護系統(tǒng)的安全性。

2.2分布式并網(wǎng)線上進行電抗器串聯(lián)

為了限制GD技術(shù)產(chǎn)生的短路電流，一種方法是在電路之間串聯(lián)電抗器。假設(shè)有系統(tǒng)電源A以及分布式電源B，在兩者之間的任意一點上發(fā)生電路故障時，由于A是系統(tǒng)電源，在故障點到A點之間都會存在荷載電流，而B（GD）此時也作為一個小型的電源，故障點的分析和處理問題都不容易解決。為了保護分布式電網(wǎng)的質(zhì)量以及安全性，在串聯(lián)電抗器的電網(wǎng)中，電網(wǎng)在正常工作時，因為其荷載電流比較小，電抗器的電壓始終被限制在一個相對較安全的范圍內(nèi)，所以電網(wǎng)的電壓質(zhì)量不會得到損害。而當電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，電抗器會將短路電流限制在安全的范圍內(nèi)。分布式電網(wǎng)的電抗器串聯(lián)在一定程度上可以增強配電網(wǎng)繼電的保護，是在解決配電網(wǎng)繼電的問題中常見的手段。

2.3在分布式電源接入側(cè)加裝弱饋邏輯

在配電網(wǎng)的繼電保護過程中，在接入分布式電源的其中一側(cè)，由于分布式電源造成的短路電流比較小，可能造成引起保護原件的信息得不到反饋或者信息反饋幅度過小的情況進而影響電網(wǎng)繼電的保護。在分布式電源側(cè)加裝的弱饋邏輯等于一個信號放大器，它能在接收到若短路電流的信息后將它反饋成為更強烈的信號。加裝的弱饋邏輯作為一個信息的中轉(zhuǎn)站，在截取了原本信息的基礎(chǔ)上再進行反饋，但另一方面就表示，原本可能引起保護原件啟動的微弱短路電流無法直接到達最后的信息接收處。在加裝弱饋邏輯之后，如果加裝測的故障檢測元件進行工作，這說明此處網(wǎng)路系統(tǒng)存在故障；反之則說明此處不存在故障，如果收到非加裝側(cè)的允許信號，則說明非加裝側(cè)背側(cè)亦未發(fā)生故障。此種方案的缺點是弱饋系統(tǒng)的加裝雖然解決了配電網(wǎng)繼電保護的部分問題，但太具局限性，只能用以分析局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障問題，不能解決電網(wǎng)系統(tǒng)整體存在較大的問題時的檢測；當電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題的系統(tǒng)得到確定時，弱反饋邏輯的加裝又因其簡便性與精確性成為最好的問題解決方案。

3.結(jié)語

綜上所述，分布式發(fā)電（GD）作為我國一項新興的電力發(fā)電技術(shù)，其低耗性、環(huán)保性所等優(yōu)點對我國電力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展造成了深刻的影響，但隨之暴露出來的問題也逐漸受到更多人的關(guān)注。筆者就自己的所知對其進行了相關(guān)的論述，希望分布式發(fā)電技術(shù)（GD）更多的優(yōu)點能被發(fā)掘，與之相關(guān)的問題能得到切實解決。