分布式新能源接入配電網的繼電保護分析

牛曉璐，王芳

（內蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業局，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

分布式新能源接入配電網的繼電保護分析

牛曉璐，王芳

（內蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業局，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

近年來，隨著我國經濟的不斷發展，電能的地位越來越突出，生產和生活都已經離不開電能。要滿足社會發展對電能的需求，就要做好電力系統的維護工作。隨著科學技術的發展，很多分布式新能源逐漸接入到配電網中，容易影響配電網的運行，因此本文對分布式新能源接入配電網的繼電保護進行了分析。

分布式新能源；配電網；繼電保護

電能是我國發展過程中不可缺少的重要能源，隨著社會的進步對電能的需求越來越大，增加了電能供應的負擔，給電力系統和電網的運行也帶了一定的影響，分布式接入配電網可以提高電能的質量，在滿足社會需求的情況下可以達到節能的效果，但也會導致電網出現故障等問題，因此要對分布式新能源接入配電網的繼電保護進行詳細的分析，從而提高電網的運行能力與供電效應。

1 繼電保護的作用及其組成

繼電保護主要的作用是在電力系統發生故障時，可以及時發出保護信號機相關的報警信號，進行斷點控制，從而保證電力系統的安全，防止安全事故的發生，避免故障損壞相關的設備，從而保證電氣設備可以在恢復故障后的安全運行，防止出現大規模的斷電現象。

繼電保護一般由測量比較原件、執行輸出原件和邏輯判斷原件等部分組成，主要是通過監測電力系統的運行，來對電網進行保護。電力系統運行的過程中，運行參數可以直接反映出電力系統的運行狀況，運行參數主要包括電壓、功率等相關的數據，繼電保護主要是根據運行參數的變化來反映電力系統的運行情況，并且還會根據運行參數阿里分析出現故障的原因，找出解決故障的方法，達到保護電力系統的效果。在分布式系能源接入配電網的繼電保護對電網的供電能力有重要的影響，所以要做好繼電保護，降低故障的概率，從而提高電力系統的穩定性與可靠性。

2 分布式新能源的特征

分布式新能源是一種新型的供電模式，與傳統的配電網系統集中式的能源供應模式有很大的區別，是一種可以獨立運行的供電模式，在運行的過程中也可以實現并網運行，可控性比較強，具有節約資源、保護環境的特點，在電力系統運行的過程中可以有效的進行資源配置，采用需求對應式的設計方式，新型的能源模塊系統可以提供分散式的供熱方式。分布式新能源應用了智能化監控技術，遠程感應技術，網絡化群控技術和動態監控技術，無需工作人員現場看守，有效整合了人力資源。分布式新能源具有經濟效益好、靈活性高、耗能低的特點，可以降低能源在輸送過程中能源的消耗，同時實現能源效能最大化。分布式新能源在優化配置的過程中主要是根據終端能源利用的效率來確定優化模式，提高了優化的效率，可以合理使用能源，采取新型能源的轉換技術，達到排放分散的效果，從而降低環境污染的程度。在分布式新能源接入配電網可以提高供電系統的能力，從而改變電能的質量。

雖然分布式新能源具有很多優點，但是由于我國引進分布式新能源技術比較晚，相關理論和技術起步比較晚，所以在應用的過程中存在很多問題，對繼電保護會有嚴重的影響。分布式新能源接入配電網容易改變配電網的結構、電流的分布，容易導致繼電保護出現拒動、誤動、失靈等現象的發生，嚴重的還會導致熔斷器、自動重合閘現象，從而導致繼電保護保護命令無法執行。因此，分布式新能源接入配電網要做好保護措施，避免分布式新能源對配電網的影響（圖1）。

圖1

2 分布式新能源接入配電網繼電保護的影響

2.1 分布式新能源對配電網繼電保護的影響

在分布式新能源接入配電網中比較常見的保護是三段式電流保護，保護動作主要是由突然增大的電流而觸發的電流保護，由于分布式新能源的接入，改變了配電網的故障性。分布式新能源接入配電網，在發生故障時相當于引入了額外的故障電流和潛在的雙向故障電流，分布式新能源具有分流的作用，通過保護裝置的電能有可能變大，也有可能變小，可以改變保護裝置的范圍，對繼電保護帶來一定的影響。

配電網主要是依靠單端電源供電，所以繼電網沒有相關的方向元件。在接入分布式新能源的節點上，當線路發生故障時有分布式新能源提供的電流流向系統故障方向，實際上就是保護裝置下方有分布式新能源時，有保護電流通過故障，由于傳統的電流保護缺乏方向元件，如果故障電流超過了額定的電流值，保護就會失去選擇性。

2.2 降低分布式新能源對繼電保護影響的策略

通過上述的分析，分布式能源在接入配電網中有明顯的優勢，但帶給繼電保護的影響也是不能忽視，如果繼電網因為分布式新能源的接入而發生故障，就會導致電力系統無法正常運行，無法發揮繼電的保護作用，所以在分布式新能源接入配電網的過程中要做好設備的維護工作，從而降低發生故障的效率。保證設備可以正常運行，還要定期檢查分布式新能源接入對繼電保護的影響程度，定期維護是保證電氣設備正常運行的重要保證，可以消除安全隱患，從而有效避免故障的擴大，充分發揮出繼電的保護作用，定期維護計劃的制定，要根據分布式新能源設備的運行、電力系統的運行和繼電保護裝置的特點來制定，從而保證定期維護的科學性與合理性，充分發揮出維護的作用。

開展定期維護的過程中要做好記錄工作，雖然設備發生故障沒有規律可循，但是繼電保護裝置和分布式電源容易在同一個元件上發生故障，要發揮維護作用，提高維護的能力。通過相關的記錄可以掌握故障的規律，還可以通過維護的記錄總結發生故障的原因，及時找到解決的措施，從而提高了維護實效性和針對性。除此之外，還要做好繼電保護裝置的選擇工作，根據分布式新能源來選擇繼電的保護裝置，保證分布式接入能源與繼電保護可以處于良好的運行狀態。

3 分布式新能源接入配電網的繼電保護

3.1 DG的配電網保護方法

電力系統中含有DG的配電網繼電保護的方法體現在：含有DG 的配電網發生短路故障，DG自動從系統中解鏈，使配電網可以恢復單側供電模式，通過這種方法可以準確的切除有故障的線路，但是卻浪費了DG的功率，所以DG配電網保護技術還處于探索的過程中，向著智能化和人性化的方向發展。隨著DG的接入，配電網的供電模式逐漸由單側供電轉為多端供電，如果出現短路的故障，配電網的單側供電源提供轉變成了由配電網電源和DG一起提供短路的電源，DG的接入轉變了傳統配電網短路故障電流的大小和方向，為了改進DG接入的配配電保護措施，可以從以下兩個方面入手：第一，在發生短路故障時可以降低DG提供的短路電流，第二，重新調整保護裝置的電流并安裝方向原件。

3.2 逆變型分布式電源保護

在逆電分布式電源保護中并網逆變器的控制是逆變型分布式電源系統并網控制的關鍵，引用比較廣泛的控制策略主要是把電壓作為外環，電流為內環的雙環控制。逆變器在分布式電源中自身配置了相關的保護，不僅可以保護自身的安全，還能保證電網的正常運行。在并網運行過程中，實時檢測自身工作狀態以及交流電網的狀態，一旦檢測到故障及異常，逆變器會停止工作并發出報警信號，從而有效保證配電網的繼電保護。

4 結語

綜上所述，分布式新能源具有環保的優點，應用在電力系統中可以滿足社會發展對于電力的需求，對我國電力事業的發展有重要的意義，有效降低電力運輸過程中的損耗，提高供電的質量。但是分布式新能源的接入也有一定的弊端，會改變電流的分布，阻礙了繼電保護，容易出現故障。因此在接入分布式新能源時要采取相關的保護措施，消除對繼電保護的影響，促進我國電力事業的可持續發展。

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1671-0711（2017）03（上）-0100-02