DG并網對繼電保護的影響及應對措施初探

王磊++楊世盛++季翠娜++葛祖郁++王志鳳

摘 要：分布式電源DG發展日新月異，滲透率不斷提高，大量DG的并網對現有電網很多方面都產生了不同程度的影響。本文主要闡述了DG的發展現狀和優勢，并以含有DG的一次接線圖為例，重點針對DG并網對繼電保護的影響進行了初步分析和應對措施研究。

關鍵詞：DG 繼電保護；影響；措施

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

1.分布式電源（DG）發展現狀

在全球經濟化不斷發展的今天，電力對人們也越來越重要，斷電意味著嚴重經濟損失甚至引發重大事故災難。許多大型企業為了滿足自身的用電需求和用電穩定，大多擁有自己的發電設備。這些設備所發電量除了自身使用之外，還會將多余的電量進行并網推送到大的發電網中去。

全球不可再生能源枯竭和環境污染加劇的大環境下，一些太陽能、風能等清潔能源豐富的地區，也相繼響應全球節能環保的號召，紛紛成立光伏電站、風力發電站等新能源發電站，這些新型環保式能源所發的電，除了自用之外也是需要進行并網使用的。

上述這些自用或者商用的分布式電源（DG）并網，在給企業和社會帶來便利的同時，也在不斷地影響整個大的電網。DG的不斷接入使大電網的結構越來越復雜，只有更好地了解了DG的并網對整個大電網的影響，才能更好地利用。本文主要開展DG并網對繼電保護的影響分析。

2.DG優勢分析

總的來說，DG主要具備以下幾個優勢：

（1）提高供電可靠性。DG雖然通常是并網使用，但是也可以獨立供電。當主電網出現供電故障時，可以通過DG來進行區域供電，保證重要用戶能及時恢復供電。

（2）方便啟停。由于DG非常容易控制，可以很容易地操縱它的投切，這對于電網的負荷平衡是非常有利的。

（3）可以滿足特殊場合的用電需求。比如，臨時供電或者作為熱備用等情況。

（4）減小在傳輸過程中的網損。電能在傳輸的過程中會有損耗，傳輸距離越遠，損耗越大。DG發出來的電可以就近使用，減少不必要的損耗。

3.DG并網對繼電保護的影響及應對措施

DG并網最常見的是通過110kV、35kV、10kV饋線向大電網進行并網輸電。從大部分情況來看，110kV、10kV并網線路比較簡單，比較復雜的則是110kV站上的35kV并網線。因此，小電源的接入對35kV側的影響也是最大的。

為了保障電網的安全可靠運行，電網中需要部署保護設備，確保電網故障所帶來的影響降到最低并快速恢復供電。由于小電源的接入，不可避免地會對這些保護設備產生很大的影響。

以含有DG的一次接線圖為例，分析DG并網對繼電保護的影響。

如圖1所示，如35kV聯絡線路（35kV母聯）的保護配置不當，有可能導致聯絡線路故障時不能快速地切除故障點，從而導致35kVII母產生連帶的故障問題，引發故障問題的擴大化，對整個電網的安全產生很大的威脅。其次，線路發生故障后，線路中的安全自動裝置發生動作，但是DG解列裝置卻動作遲緩，這樣會出現DG在沒有安全自動裝置的保護下運行，一旦出現這種情況，會對整個電網產生不可預估的風險，這種情況通常是由于故障解列裝置和低頻減載裝置的配合不當造成的。第三，當110kV線路出現故障時，并網的DG不能解列，導致110kV線路中的備自投和重合閘不能動作，最終引起的結果就會導致整個變電站都會面臨著風險。

針對以上設定的問題，當電網系統中聯絡線發生故障時，可以考慮在聯絡線的電廠側安裝距離保護，這樣可以實現聯絡線故障的快速切除。

通常情況下，聯絡線路分為有負荷和無負荷兩種情況：沒有負荷的情況比較簡單，可以直接在系統側加裝一個方向電流保護裝置；有負荷的時候相對復雜，根據大量實際情況計算，在線路末端的靈敏度不低于1.5的情況下，能保證聯絡線路的故障快速切除而不影響其他線路。

低頻解列裝置的一般整定值則為48Hz～49Hz，時間限制一般在0.2s～0.5s；而對于低壓解列裝置的整定值范圍一般在（65～75）%Ue，動作時間需要與站內其他保住裝置的保護段相匹配。

在接有DG的線路中，通常還有這樣一種情況發生：線路故障跳閘之后，DG不能及時地從線路中切除掉，會出現DG反向給站內負荷送電的情況。這時電網就會有環流的產生，這是電網正常運行情況下所不允許的。但是，在故障發生后，根據各種保護裝置的動作情況，DG的切除時間不等，有可能會出現DG的發電量與站內的負荷持平而導致110kV線路重合閘和備自投不能自動動作的情況，最終導致整個110kV變電站失電。

對于這個問題，可以設計一條回路在電廠側，如圖2所示，2DL線路保護動作之后，聯切并網到3DL中。這樣，可以在110kV限流發生故障的時候，2DL跳閘之后直接將DG切除掉，有效避免環流的產生。

對于110kV線路上沒有T接負荷，110kV站高壓側不接備自投的情況下，線路兩側可以考慮不接線路電壓互感器。自動重合閘設備在這種情況下意義也會變得不大，因為通過備自投裝置，可以直接接入其他的供電系統中，保證電網的正常運行。

對于在有T接負荷的線路且高壓側安裝有備有電源自動投切設備時，圖2中的1DL開關可以設置為線檢無壓、母有壓延遲1s后投入重合閘，2DL開關則在滿足檢無壓、母無壓的條件之后1s進行重合閘。重合閘成功，可以直接恢復110kV變電站供電；重合閘失敗，則使用備自投裝置直接接入另一套供電系統來解決這個問題。

結語

目前國內的DG已經大量存在并在不斷高速增長，滲透率越來越高。DG的應用在給電力行業帶來巨大好處的同時，也對電網不斷產生著沖擊，供電網結構越趨于復雜化，DG并網已經對現有電網很多方面都產生了不同程度的影響。

本文從DG并網對繼電保護的影響進行初步的分析和應對措施研究，未來還有非常多的內容和工作亟待開展。只有不斷地發現問題并解決問題，才能更好地發揮出DG的價值和潛能。

參考文獻

[1]成云云，陳維軍.地區熱電廠并網引發的電網安全供電探討[J].電工技術，2011（9）：66-67.

[2]楊洪勇.淺談工廠電氣節能技術的應用[J].技術與市場，2014（6）：134-135.