含分布式電源的配電網自動重合閘配置方法及協調策略淺析

朱燕妮?曹津銘

摘 要 本文對分布式電源（Distributed Generation， DG）接入對重合閘造成的影響進行了相關研究。在配電網發生故障時，重合閘對故障線路進行重合，使得線路恢復供電，降低損失。含DG的接入使得流過各保護處的故障電流發生變化，也就會對安裝在各保護處的自動重合閘裝置造成一定的影響，嚴重情況下，甚至會使自動裝置失去作用。為此，本文提出了一種適應DG接入的重合閘配置方案，最大程度上減小DG接入的影響。

關鍵詞 分布式電源;重合閘;配置方案

引言

根據電力系統實際運行資料統計，重合閘的成功率一般在60%-90%之間[1]。因此，當線路上發生瞬時性故障時，自動重合閘能有效提高供電安全性和可靠性，減少停電損失。若為永久性故障，則保護再次動作跳開故障線路，重合閘不再動作。但是，配電網中廣泛采用的自動重合閘裝置，在合閘之前并不能判斷故障性質，只是簡單的經過固定的延時將斷路器重合，這種簡單的重合原理有盲目性。顯然，對于瞬時性故障，重合閘可重合成功，對于永久性的故障，此時重合閘不可能成功。當斷路器重合失敗時，將對系統和設備產生的危害有：①線路在短時間內承受兩次故障電流，破壞了系統運行的穩定性;②對于斷路器來說，要連續切斷兩次短路電流，會降低斷路器的壽命和開斷能力。

1含逆變型分布式電源的配電網重合閘方案

分布式電源DG（Distributed Generation）的大量接入，單端供電網絡將逐漸變為雙端供電系統或多端供電系統，配電網的潮流方向和電壓分布等發生改變，這一變化對系統的保護及整定工作帶來了諸多問題：①DG影響了自動重合閘和保護之間的配合;②DG單元可能帶來非同期重合閘和故障電弧的重燃;③反孤島與自動重合閘的關系;④DG的介入影響了饋線自動裝置之間的配合[2]。同時，還要考慮兩側電源同步問題，因為非同期重合閘會產生沖擊電流，在此沖擊電流的影響下，線路保護可能發生誤動作，從而使重合閘失去迅速恢復瞬時故障的能力。因此，一般通過“檢無壓”閉合系統側開關，通過“檢同期”來閉合DG側開關。

根據國家標準《分布式電源并網技術要求（GB/T 33593-2017）》，逆變型分布式電源（inverter-interfaced distributed generation， IIDG）并網點電壓跌落至20%標稱電壓時，IIDG應保證不脫網連續運行625ms。IIDG并網點電壓在發生跌落后2s內能夠恢復到標稱電壓的90%時，IIDG應保證不脫網連續運行。IIDG按其接入的電壓等級0.38kV、10～35kV、110kV可分為小型、中型、大型電站。

1.1 35kV以下線路重合閘配置

35kV以下線路重合閘裝置通常配置在變電站出口斷路器處，且采用重合閘前加速與三段式電流保護配合。線路發生故障時，系統側斷路器保護加速跳閘，但由于IIDG的低電壓穿越功能使得IIDG可能仍然向故障點提供電流，這將不利于故障點電弧熄滅。同時，即使強行合閘，非同期合閘造成的沖擊電流可能致使斷路器再次跳開，饋線自動化的動作邏輯被破壞，故障隔離失敗。

由于中小型IIDG一般都不允許孤島運行，其具備快速檢測孤島且立即斷開與電網連接的能力，防孤島保護動作時間不大于2s。因此，IIDG的防孤島保護應與配電網側線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。因此，35kV以以下線路在IIDG接入后，重合閘整定需要采取如下改進措施：

（1）適當延長變電站出口斷路器的重合閘動作時間，使得重合閘動作時間與斷路器動作時間之和大于IIDG的反孤島保護的動作時間，以保證斷路器重合時IIDG已從系統切除;

（2）IIDG配置類似遠方跳閘式保護與變電站出線斷路器配合，當變電站出線斷路器跳閘時，通過遠動通道傳輸跳閘命令使饋線上的分布式電源全部從電網脫離，保證在重合閘之前IIDG可靠脫網。

1.2 110kV線路重合閘配置

雙電源110kV線路重合閘配置原則一般在大電源側采用無壓檢定方式重合閘，小電源側采用同步檢定方式重合閘。大型IIDG接入110kV電網時，對電網線路的重合閘配置無顯著影響，但對于并網線路的重合閘配置需要單獨考慮。

根據是否允許孤島運行，該并網線路不能簡單套用前述重合閘配置原則。并網線路發生瞬時性故障，兩側斷路器跳開后，系統側斷路器滿足無壓檢定條件重合成功，但IIDG側如果不允許孤島運行，則無法滿足同期檢定條件，重合失敗。因此，110kV并網線路的重合閘配置需要采取如下調整：

（1）如果IIDG不允許孤島運行，IIDG側斷路器重合閘需要在投入同期檢定的同時，并聯線路有壓母線無壓檢定方式運行;

（2）如果IIDG允許孤島運行，則按一般雙電源110kV線路重合閘配置原則，并設置解列點。

2本章小結

DG接入對于重合閘的動作影響主要體現在：即使斷路器能夠可靠分閘，但CB分閘后再重合時，DG仍并網運行，將導致非同期合閘，造成的沖擊電流可能致使CB再次跳開，自動化開關動作邏輯被破壞，故障隔離失敗。對于就地型饋線自動化而言，DG接入的影響還體現在由于出口斷路器重合閘延時時間不足，導致重合時分布式電源沒有及時脫網，從而對就地型饋線自動化的動作邏輯產生影響。

參考文獻

[1] 曾照新.配電網饋線自動化技術研究[D].長沙：湖南大學，2013.

[2] 林霞，時永，李強，等.基于DG接入的配網自動化系統保護策略的研究[J].電力系統保護與控制，2016，44（13）：137-144.

作者簡介

朱燕妮（1995-），江蘇鎮江;學歷：本科，現就職單位：國網江蘇省電力有限公司鎮江供電分公司，研究方向：電力系統繼電保護。

曹津銘（1995-），江蘇東臺;學歷：本科，現就職單位：國網江蘇省電力有限公司鎮江東臺分公司，研究方向：配電自動化。