分布式電源對配電網繼電保護的影響

趙建設，楊 逍，黃魯晨

（國網北京門頭溝供電公司，北京 100000）

0 引 言

隨著社會的不斷發展，人們對于電力的需求量逐年遞增，再加上互聯網以及大數據技術的不斷完善與成熟，逐步推動我國智能電網建設的進一步深化與實施。在這樣的背景之下，相對應的供電、配電模式以及方法也發生了不同程度的改變[1]。這對于傳統電力以及相關行業的發展產生了沖擊[2]。在日常的電力分布與調配過程中，電源的應用種類也有不同的形式，大致可以分為關聯式、分布式以及調度式。不同的應用電源接入配電網的形式也存在一定的差異，在這些電源之中，分布式電源在日常工作中相對應用的較為廣泛，同時也使得分布式光伏發電、分布式風力發電以及層級儲能在配電網中的應用結構逐漸完整，取得一定的應用效果[3]。

雖然分布式電源對于電網的創建具有一定的積極作用，同時使得配電網的運行方式、潮流特性及短路電流等存在一定的問題以及缺陷，產生具有關聯性的大面積電力損失，影響電力配網的日常應用[4]。不僅如此，傳統的配電網在應用的過程中結構相對較為單一，且缺乏系統性與全面性，對于電力的供給與調配工作，可能會出現無法同時滿足的情況，導致大面積供電區域的電力處理效果混亂，同時就也降低了繼電保護的范圍[5]。繼電保護實際上是對配電網的電力處理以及指令執行的一種故障維修保護形式，對于電網的正常運行具有深遠的影響[6]。

所以，在接入的過程中，可以依據實際的配電需求，更改調整保護機制，同時挑選接入口，將直流電流的大小控制在合理的范圍之內，設定繼電保護的實際限制標準，預設對應的標準參數值。加強分布式電源對配電網繼電保護的應用價值以及實際效果。因此，分析分布式電源對配電網繼電保護的負面影響[7]。本文在較為真實的環境之下，結合實際的應用情況，根據可靠性和安全性的需求，簡述分布式電源對配電網具備的作用，同時，在所設的范圍之內，進行關聯對比分析，最終完成對繼電保護影響的研討與探析，為相關技術的進一步發展奠定更為堅實的理論基礎。

1 分布式電源對配電網繼電保護現狀簡述

現如今，我國的配電網日常的應用結構大部分還沿用著單側電源和輻射型網絡處理模式，結合斷路器來實現故障的維修與消除[8]。這種形式雖然可以達到預期的工作目標，但是在實際應用的過程中，仍然存在不同程度的問題以及應用缺陷，最終對配電網的執行效果以及供電形式造成較大的影響，嚴重的甚至會形成電路的大面積異常以及斷電問題，造成經濟損失。不僅如此，單側電源和輻射型的電力處理方式同樣還具有運行速度慢、應用范圍較小、應用局限多等弊端，一定程度上阻礙了電力行業的進一步發展[9]。

而繼電保護裝置是通常被安裝在靠近電路母線的一種電路斷開裝置，主要被應用在電路異常的情況之下。當配電網下屬的單路發生故障或者大面積的異常時，電力調配系統會迅速感應到情況，并將異常信號及時發送給對應的處理裝置。而處理裝置一般是與繼電保護裝置相關聯的，具有同信號接收共享的特征，所以在接收的過程中程序也會隨之開啟，切斷配電網的所有電源，實現三相重合反饋閉合[10]。

而分布式的電源雖然可以統一3種繼電保護程序，在預設的范圍之內，可以實現高度的執行統一，使線路迅速恢復供電，并及時修復故障的電力。但是，分布式的電源對電流分離控制的特性對于配電網的運行卻是有利有弊。當電路中的電流量過大時，分布式的電源可以劃分為兩個相同的傳輸信道，將電流分化處理，以此避免電流過大造成電壓不穩的現象，但這種模式同時也造成了外部電路壓力過大，無法實現電流的速斷保護，使電流的整定值控制在合理的范圍之外，降低分布式電源對配電網繼電保護的效果，形成處理誤差，造成糟糕的現狀。

2 存在問題探析

根據對上述分布式電源對配電網繼電保護重要性的簡述，接下來，需要對存在的問題作出對應的探析與綜述。

其一是繼電保護的選擇程度不高[11]。通常情況下，當電力系統由于外部因素或者外部沖擊發生故障時，需要擇優查取對應的故障原件。同時在確保配電網電力作用范圍之內，保護裝置一旦出現動作選擇錯誤，便會造成極為嚴重的電網混亂，導致停電、低障甚至爆電等事故發生[12]。

其二是繼電保護裝置的靈敏度較低。部分地區的配電網由于年久失修，相關的電力設備存在不同程度的損壞，執行裝置的使用壽命也大幅度降低，配電網繼電保護裝置的靈敏度也會受到不同程度的影響[13]。舉例來說：當配電裝置的靈敏度下降時，日常的電力處理質量和效率也會受到沖擊，電流電壓較高的區域還可能會出現短路，加大電路損壞的程度。

其三是誤判程度較高。部分配電網時常會出現虛假故障情況的發生，這也在無形中增加了繼電保護的誤判程度，大大降低繼電保護的可靠性以及精準性，形成更為糟糕的用電環境。

3 分布式電源對配電網繼電保護的影響

3.1 增加了控制電流電壓難度

以往的配電網電源對于電路中的電流或者電壓并沒有過多的限制，同時，配電網的構造也具有放射性以及單電源性的優勢特點。在這樣的背景之下，一旦配電網發生故障或者異常時，如果不能完成對電流的控制，極可能會對后期的維護以及檢修造成極為嚴重的消極影響[14]。不僅如此，對繼電保護裝置也會產生較大的沖擊[15]。而分布式電源的應用便進一步加重了這一系列問題的產生，分布式電源雖然具有分離電流與電壓的作用，當配電網接入分布式電源之后，初始的配電結構也會隨著發生相應的變化，此時極有可能會產生電流或者電壓過大的情況，促使電路爆電、設備故障或者電網癱瘓，而分布式電源自身實際上具備靈活、多應變的優勢。當電路中的電流或者電壓過大時，分布式電源與繼電保護裝置之間存在關聯性的運行機制，可以將電流或者電壓依據對應的區域進行劃歸與分離，通過不同的傳輸信道，傳輸到電網的相關區域，雖然這種模式一定程度上可以加強對配電網繼電裝置的保護程度，但是在實際應用的過程中，這種電源其實增加了電路的執行壓力，對于電流的傳輸以及控制也會逐漸減弱，使配電網無法更好地控制電源的運行，極易產生不可控問題。不僅無法實現綜合保護效果，同時也不能避免大范圍的電力問題，造成較大的電力影響。

3.2 造成繼電保護拒動以及誤動

配電網在實際應用的過程中，分布式電源容易受到外部因素或者內部預設結構的影響，造成繼電保護的拒動以及誤動問題。繼電保護的拒動以及誤動通常是指電網在實際應用的過程中，電路出現的接入異常或者變化拒動情況，對于配網的繼電保護結構也會造成影響。在我國現有的配電網機制中，電力系統的電流方向一般是單向的，并與分布式電源呈現一致的關系，同時也與電壓的變化情況呈現出正比例關系。在這樣的情況之下，繼電保護裝置的拒動以及誤動很有可能使電路在正常的狀態下出現電顫或者延遲供電的問題，并且還會增加繼電保護設備附加電流的大量出現，誤導正確的保護方向。依據下列數據，進行拒動以及誤動情況的對比分析，具體如表1所示。

根據表1中的數據信息，可以完成對繼電保護拒動及誤動對比分析與研究。根據上述表格，可以對繼電保護裝置的實際情況作出一定的分析與研究。當拒動及誤動變化標準值較高時，電路的穩定性更佳。反之，如果動及誤動變化標準值較低時，拒電路的穩定性會相對更差一些。

表1 繼電保護拒動及誤動對比分析表

3.3 重合閘拉弧失敗

傳統的配電網一般呈現為放射性的應用結構，同時多為單側電源，且電路的設定相對較為單一，對于電路的整體控制效果十分有限。在這樣的背景之下，對于重合閘的影響相對較大。具體如圖1所示。

圖1 重合閘結構示意圖

根據圖1中的展示，可以了解到重合閘的相關結構。分布式電源在實際應用的過程中，雖然存在更強的靈活性以及應變性，但當電路出現異常或者故障的現象時，同樣需要對故障處進行切除。分布式電源由于關聯三相一次重合閘獲取異常信號的時間相對較慢，同時不同的側向拉弧和接入電流來加強對配電網的實際控制情況也不明確，故障設備對整個配電網的影響程度也無法進行更為嚴格地控制。不僅如此，配電網的電路處于閉合狀態時，接入分布式電源，會在原電路基礎上，形成多側向的置換控制電源，在一定程度上會增加重合閘的實際難度，嚴重的甚至會導致重合閘拉弧失敗，造成更加大面積的電路故障。不利于繼電保護技術的進一步發展與完善，同時對于電路的保護效果也會明顯下降。

4 結 論

本文分析了分布式電源對配電網繼電保護的負面影響。對比于傳統的繼電保護措施，結合智能化技術的分布式電源的繼電保護措施，一定程度上提升了實際的保護范圍。同時，一旦配電網出現故障或者異常情況時，智能化的分布式電源也可以在多層級的分化處理結構之上，進行精準可靠的分析與處理，提高對應的保護機制。因此，現階段還需要對分布式電源進行創新與設計，消除存在的弊端，調整應用的整體結構，進一步提高配電網繼電保護極限值，根據電網日常的特性以及機理，實現分布式電源的實時調整，提升整體的保護效果。