淺談分布式發電對配電網繼電保護的影響

王寶安 張楠 劉小兵

摘要：分布式發電電源通常由10kV配電網接入，它是一種無污染的清潔能源，可以實現對用戶的負荷供電，滿足用戶的用電需求，分布式發電接入配電網之后，會使原有的單電源供電網絡轉變為雙端供電，同時，在分布式發電接入配電網之后，還會對流過線路保護裝置中的短路電流造成影響，從而對配電網的繼電保護的正常動作產生影響，導致誤動或拒動。

關鍵詞：分布式發電；配電網；繼電保護；影響

一、分布式發電的概念

分布式發電是一種新興的高效且環保的發電技術，該技術的應用主要是為了在一定程度上滿足特殊客戶的需求，通過支持原有配電網的經濟運行而設計和安裝在用戶處或者是其附近的小型發電機組中。與傳統的大容量集中式發電相比較的話，分布式發電又可以稱為分布式能源，其發電方式為非集中式。其中，分布式發電的主要特點表現在具有較小的容量，且能源一般是采用可再生的能源，例如天然氣、太陽能、小型風力發電、小型水力發電等。在實際運行過程中，分布式發電一般要接入配電網中才能發揮有效的作用，因此這便會在一定程度上影響到配電網的相關性能。對于此問題，相關人員則需給予一定的重視與關注，以避免對配電網產生影響。

對于分布式發電來說，其可以按照使用技術的不同進行一定的分類，其主要可以分為小水電、風力發電、光伏發電、燃料電池發電和燃氣輪機發電等幾大類。此外，分布式發電還具有諸多的優勢，如環保，不會對環境造成一定的污染，且還會降低終端用戶的費用，在使用過程中不僅靈活、高效，且能源來源也極具多樣化，因此該技術已在電力系統中得到了廣泛的應用與發展。

二、分布式發電對配電網繼電保護的影響

2.1分布式發電對配電網的影響

大量分布式發電系統接入配電網后，由于一些客觀因素，可能出現發電不穩定、供電間歇性等問題，分布式發電的起停不僅影響了電能的質量，而且加大了供電系統調節的難度，使得系統穩定性變差。此外，由于分布式發電系統的接入，使得配電網電力向用戶的流動變為了雙向流動，配電系統從傳統的單電源輻射式網絡變為了雙端或多端有源網絡，加大了系統保護的復雜性程度，而且容易引起保護誤動或拒動，使得系統的靈敏度降低；當分布式系統發生故障時，產生的沖擊電流更易危害機組安全，電網殘壓也容易導致故障檢測的不準確性。

2.2分布式發電對三段式電流保護的影響

在分布式發電接入配電網之后，發生故障時，配電網中的電流大小和分布將于不接入時產生明顯不同，由于分布式電源對電流的分流或助增，可能使流過配電網裝置的電流變小或增大，可能導致分布式電源所在饋線產生誤動操作，或者因某些保護不具有識別故障方向的能力，從而導致正常運行的線路產生供電中斷，加重了配電保護裝置互相配合的難度，也改變了電流速斷保護的范圍和靈敏度。

2.3分布式發電對重合閘的影響

電力系統中發生的故障一般多為瞬時性故障，在配電網接入分布式發電之前，配電網是單側電源的放射式結構，自動重合閘在瞬間恢復對故障線路的供電時，不會對配電網保護裝置產生任何沖擊和危害。而在接入發電是發電之后，加大了故障原因的解析難度，如果故障出現在系統電源的進線階段，則在自動重合閘時易造成非同期重合閘，對配電網和分布式電源都會產生致命的沖擊和危害，也可能使自動重合閘失去迅速恢復瞬時性故障的能力，為電力維護造成嚴重的后果。如果故障出現在分布式電源的進線處時，故障點可能在失去系統側電壓之后，仍能獲得分布式電源的供電，若故障能夠快速切除，則可恢復配電網的繼續運行，否則，在自動重合閘操作時，分布式電源提供的電流對電弧的熄滅產生阻礙作用，引起電弧的重燃，導致絕緣擊穿，擴展為永久性故障。

2.4分布式發電對分支線路保護的影響

在分支線路中，若要阻礙不被允許的大電流通過時，可以利用熔斷器進行控制，當較大電流通過熔斷器時，若產生的熱量達到了熔體的熔點，可導致熔絲斷裂，進而保證線路的安全。而在分支線路接入分布式電源后，當發生故障時，若分布式電源和系統電源都對故障點提供同向電流，當這個電流沖擊過大時，可能會對相鄰的熔斷器都產生影響，導致本應正常運行的線路也發生故障；若分布式電源對故障點提供反向電流時，由于熔斷器沒有辨別電流方向的能力，當這個電流很大時，也會導致相鄰熔斷器損壞或熔斷，這也不符合分支線路中熔斷器的保護規則。

2.5電力系統潮流的非單向性

對于傳統的配電網繼電系統來說，它是由一個比較簡單的單電源網絡構成的。在發電過程中，電流的方向是由電力系統側流向負荷側的。但是，在發電過程中，如果要將分布式發電的電源連接到配電網繼電系統中，就會將原來單一的電源網絡變成一個由多電源構成的發電網絡。利用這種系統發電時，一旦供需不平衡，就會出現反向潮流的情況。在這種情況下，如果一味地利用傳統的電網繼電保護，不僅不能起到保護作用，還會對繼電保護造成不利的影響。要想電力系統能夠正常供電，結合可再生能源的特點，對地域性和氣候性提出了更高的要求，所以，人們很難預測其中可能發生的問題，導致系統的潮流出現反向的情況。

三、結語

分布式發電是現代電力系統運行中一項重要的技術，其在保證電力系統持續運行方面起著重要的作用。為了保證電力系統的正常運行，保證供電質量，可以考慮對電力系統進行分區，不同的區間使用不同的斷路器進行連接，并且由配電站的繼電器來完成電路故障的在線感應，并且對故障的類型以及發生的區域進行及時的識別，以此來做出相應的跳閘信號，這樣便能夠實現故障線路的隔離，而保證其他非故障電路的正常運行，保證電力系統整體的持續運轉。

參考文獻：

[1]梅一峰.淺談分布式發電對配電網繼電保護的影響[J].科技創新與應用，2015.

[2]張繼明.分布式發電對配網保護的影響分析[J].中國電業（技術版），2013.

[3]康錫石.分析分布式電源入網對系統配網電壓質量的影響[J].電子測試.2016.

（作者單位：特變電工新疆新能源股份有限公司）