分布式發電對配電網繼電保護的影響分析

齊炳旭,孫云超,王禮寧,劉 濤

（萊陽光大環保能源有限公司,山東 煙臺 265200）

分布式發電對配電網繼電保護的影響分析

齊炳旭,孫云超,王禮寧,劉 濤

（萊陽光大環保能源有限公司,山東 煙臺 265200）

當前，電力電網為社會經濟發展提供重要支持，其中配電網繼電保護在整個供電系統中占有重要地位。分布式發電技術的使用是整個行業內的重大進步，其表現出來的重大優勢也是傳統供電方式無法實現的。基于此，本文通過介紹分布式發電，重點分析分布式發電對配電網繼電保護的影響。

配電網；繼電保護；分布式發電；電力系統；配電模式

1 分布式發電概述

1.1 分布式發電方式

在電力工程上，為方便起見，通常簡稱分布式發電為DG，具體的含義是指，在相關用戶的周圍，通過將上千瓦或者數百兆瓦的功率優化成小型的模塊，形成可控性較好的高效可靠的發電單元。微型的燃氣輪機、風力發電以及生物質能的發電等是分布式發電的主要方式。分布式電源是分布式發電系統中的重要結構，其作用在于提高能源的利用率，降低能源的損耗情況，從而實現環保的目的。因此在實際應用中使用的分布式電源對配電工作具有直接影響。通常情況下按照材料和用途，可以將分布式電源分成以下幾類：復式的發動機和燃料電池通常以化石材料為能源，風力發電機、水利發電機以及太陽能光伏發電機等方式則利用可再生資源。

1.2 分布式發電的優勢

相對于傳統的供電方式，分布式發電在整個配電系統中的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，使用分布式發電，電力更加穩定；分布式發電實現冷熱聯產的效果較好；分布式發電技術可以很好地保護環境，提高能源的利用率；第二，分布式發電技術的經濟性較好，通過避免架設相應的配電站和輸電線路，節約資源；第三，分布式發電在電路運行的穩定性更好，配電系統出現故障時，分布式發電系統仍然能夠正常運行，降低電路問題對整個電路系統的影響。除此之外，分布式發電技術還具有調峰作用，可以有效減少整個配電系統的壓力和困境，緩解電力系統巨大的電荷功率。分布式電流技術的引入會在一定程度上影響配電系統的電流大小和分布，對整個配電系統電流的穩定性也有一定影響，因此需要對其進一步研究，保證電力供應。

2 分布式發電對自動重合閘的影響

傳統的配電網結構為單側放射性結構，線路發生故障時，自動合閘時能夠快速對故障電路進行供電，不影響整個電網系統的運行。而將DG接入到配電網中，在線路發生故障時，故障部分的電流由分布式發電DG提供，從而形成了脫離電網系統供應的獨立部分。這種情況會造成一定的影響，具體體現在以下幾個方面：

2.1 非同期合閘的影響

電網中的線路出現故障以后，如果此時已經接入了分布式發電，在系統的電源停止供電以后，分布式發電的工作狀態不能及時穩定下來，表現為加速運轉或者減速運轉的狀態。從而在一定的電路結構內形成可控性較差的電力孤島。電力孤島的存在會導致故障狀態的不同步，相角差明顯，進而對整個電網的穩定性造成影響。當相角差較大時，非同期合閘會表現為較大的沖擊電壓和沖擊電流。沖擊電流的作用會影響饋線保護的正常功能，從而降低重合閘故障的恢復能力，延長重合閘故障的恢復時間。

2.2 故障點的電弧重燃

電力孤島不僅會影響故障的恢復情況，而且由于電路結構中存在一定的供電電流，故障點很容易呈現出電弧未熄滅的狀態。在二次供電發生時，電流加大，產生的熱量升高，故障點有可能出現電弧重燃的現象。若電流值較大，甚至會造成絕緣擊穿，將重合閘故障升級為永久故障。在實際工程中，為有效避免二次供電造成的影響，會在DG一側安裝低壓解列裝置，通過對非重合期的沖擊電流進行緩解，降低電流對故障點的影響。

3 分布式發電對分支線路保護的影響

分布式發電在配電網中的應用，不僅會影響自動重合閘，還會對分支線路保護產生一定的影響。隨著供電需求的不斷上升，在整個配電網系統中存在較多的分支線路，分支線路在不同的單元結構中發揮不同的作用，對維護電網的穩定性工作具有重要意義。為提高對分支電路的保護，通常安裝一定數量的熔斷器，但分布式發電接入配電系統中后，會對熔斷器造成一定的影響。

3.1 熔斷器保護的原理

在研究DG對熔斷器的影響之前，先對熔斷器保護的原理進行簡單的介紹。在分支電路上，通過較大的不允許電流時，在熔斷器位置會出現較多的熱量。這些熱量會跟電流的大小以及持續的時間成正比，當熱量到達一定程度時，熔體或者熔絲由于熱量的影響會發生熔斷，從而切除故障線。當出現單側電源故障時，熔斷器能夠及時對電源進行切斷，通過實驗表明，這主要是由于熔斷器距離故障點較近導致，而距離較遠的熔斷器不會發生熔斷。可見熔斷器默認使用就近原則對分支線路進行保護，所以保護線路的反應時間也比較短。

3.2 分布式發電對熔斷器保護的影響

分布式發電接入對熔斷器的影響可以在下面的實例中得到體現。設定配電網中存在著兩個分支線路，分別為1和2。并且兩個分支線路分別存在的故障點為K1和K2。故障點K1連接較近的熔斷器F1，與F1具有合作關系的熔斷器為F2。此時在分支線路2上接入DG，如果K1發生故障時，分支線路2中的DG與系統側電源同時向K1點進行故障電流供應，進而對故障進行消除。只是故障消除的同時也破壞了熔斷器F1與熔斷器F2之間的合作關系，就近性原則得不到實現。由于熔斷器對反向故障電流不能及時識別，當電流過大且持續時間較長時，會導致熔斷器的損壞。

4 結語

綜上所述，分布式發電是對傳統供電方式的革新，在分布式發電中使用分布式電源會對整個系統產生重要的影響。分布式發電的特點主要體現在分散性和隨機性上。但大量的分布式電源在配電網中進行接入時會對安全及穩定帶來較大的影響。分布式發電本身具有較好的發展前景，但其對電網系統的影響仍然不可忽視，通過對影響的分析，對于加快電力事業發展具有積極作用。

[1]張浙波,彭昕.微電網技術在大型火力發電廠廠用電系統的研究與應用[J].電力與能源,2016(05):78.

[2]靳勇.分布式電源接入對配電網繼電保護的影響[J].山東工業技術,2016(12):23.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.146

齊炳旭（1982-）,男,山東濰坊人,本科,助理工程師,研究方向：電氣自動化。