微网故障特征和保护原理

2012-08-15韩振连

科技传播 2012年23期

韩振连

沛县供电公司调度中心，江苏徐州 221600

1 微网技术概述

能源是人类生存和发展的重要源泉，但不可否认的是，由于长期人们过度的需求，导致能源正在日益枯竭，同时，环境污染也成为近年来世界各国所面对的主要问题。电力是国民经济的重要命脉，如今，世界绝大部分地区都在采用大电网集中供电，但其供电的安全可靠性却由于其自身缺陷而日益明显。分布式发电系统是电力行业的重要技术改革，与大型电站相比，分布式发电设备安装周期较短，节省投资成本，还可以提高能源利用率。但这种系统也具备一定的缺陷，由于其规模大，很容易对电网造成一定的冲击。为了减少这种冲击的影响，微网技术应运而生。

微网的核心在于其“微和精”。“微”在于这种技术是一个独立的可控单元，与大规模系统相比更加“小巧”；“精”在于其结合了多种装置，微电源、储能装置、负荷及控制装置。微网虽“微”，但功能却不容小视，这种技术包括各种所需的能量，电力电子装置负责能量转换，为其电源提供充足的动力。微网以其简单灵活的操作方式，为保证供电可靠性发挥着稳定的功效。

微网技术的出现却加剧了故障的复杂性，如果微网内部的设备故障，要确保故障及时隔离，使微网系统能够继续正常并网运行。如果微网外部发生故障，要确定故障及时隔离后，及时将微网与主网分开继续正常运行，解列后的微网如果再次出现故障，就要保持二次故障之后的正常操作和运行。根据微网接入后的种种故障保护动作来看，必须要进一步研究微网在不同的运行模式当中的故障情况，针对不同的故障采取不同的解决办法，这样才能使微网技术顺利发展。

2 微网孤岛及穿越运行的原则

如果仅从微网运行的系统中的公共耦合点考虑，无法判断故障位置。故障有可能发生在配电网侧，微网内部和联络线上。故障位置确定后，就要对微网的运行规则进行分析。下面根据微网的负荷的重要程度、微网与配电网的功率交换量以及相关的微网并网标准等方面，分析微网孤岛和穿越运行的原则。

微网与配电网的隔离并不是一成不变的，根据故障的位置，如果是发生在联络线上，则需要将微网和配电网分离，这样才能顺利切除故障。如果故障发生在微网内部的电气设备，为了便于识别故障，通常根据故障电流的增大数值进一步判断，由微网内部的保护切除故障即可。如果故障发生在配电网，可以根据情况决定分离还是继续连接，从而使微网作微网孤岛运行或故障穿越运行。

微网作孤岛运行时，可以节省成本，不必再另外添加判断故障的元件。一旦发生故障，微网自动作孤岛运行，不影响配电网的安全性和可靠性。

3 微网孤岛及故障穿越运行的策略

3.1 断开联络线，微网作孤岛运行

断开联络线使微网作孤岛运行，主要是针对含有敏感负荷的微网，可作为配电网坚实的后备力量。

3.2 保持微网与配电网的连接

保持微网与配电网的连接，主要是针对不含有敏感负荷的微网，与第一种策略所针对的微网条件相反。但这种方式会有一定的难度，无论是微网故障还是配电网故障，这种方式不可能完全采取一种模式来切除故障，因此就需要分别区分配网故障和微网内部故障的相关操作，如果是微网内部故障，就要保持联络线上的静态开关直接断开。

4 联络线保护原理和方案

联络线保护是根据微网孤岛运行和穿越运行的策略的需要而产生的，下面就针对联络线保护原理作讨论。微网孤岛和微网故障穿越运行的联络线保护装置是不同的，一个比较简单，一个相对复杂。

4.1 微网孤岛运行时的联络线保护

微网孤岛运行时的联络线保护相对比较简单，根据微网孤岛运行的前提来看，联络线没有任何选择性的直接断开，而不再去判断究竟是何种故障。联络线保护不需要经过“思考”直接断开，对故障的位置不必定位，因此联络线保护任务较为简单：无论是微网内部故障还是配电网故障，断开连接后，微网作孤岛运行，保持供电的安全性和可靠性。如果故障发生在联络线上，直接切除故障即可。