探讨分布式发电对配电网继电保护的影响

贾云隆

摘 要：近些年，分布式发电作为一种新型的环保高能的发电技术获得了较快的发展。但是分布式发电系统的大量使用改变了配电网的实际电流分布情况和继电保护装置的条件，影响了配电网的继电保护作用。该文根据分布式发电对配电网继电保护的影响为主要内容进行探究，介绍了分布式发电的概念以及其在发电方面的优势，在接入对配电网继电保护方面产生的可能影响，有利于进一步推广分布式发电的广泛应用。

关键词：分布式发电 配电网 继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0037-01

我国面临着能源紧张和资源日益减少的问题，所以人们越来越重视开发和利用可再生能源，与之相应的分布式发电技术由此飞速发展，由于分布式发电技术的使用使得电力系统发生了重大变化，也影响了电力系统的控制和运行。在这一领域中，分布式发电对配电网继电保护的影响是其中关键的一环，所以要保证调整传统的配电网的保护措施才能满足分布式电源的使用要求，探索分析分布式发电对配电网继电保护的影响，并对此提出对策，具有重要的实际意义。

1 分布式发电的概念

分布式发电作为一种新兴技术，不同于传统的大容量集中式发电，又称分布式能源，发电方式分散且非集中式的。其特点是在用户附近而且容量一般较小，能源一般采用可再生的能源，例如天然气、太阳能、生物质能、小型风力发电、小型水力发电等。分布式发电一般要接入配电网，因而影响到配电网的多方面性能，例如电网的可靠性、短路电流以及继电保护等方面。分布式发电一般采用许多电子装置，电子装置的设计要保证防止大电流通过。

2 分布式发电的优点

分布式电源适用于低压或中压的配电网，且还会影响到配电系统的使用。以前的配电系统只有对用户分配电量的作用，而新型的配电系统则具有功率交换的功能，具体就是将收集起来的电力进行传输送至别的地方，且分配至用户。所以其未来不仅仅是简单的配电系统更具备电力交换的功能。分布式发电特点是分散性、随机性。电网里接入较多的分布式电源将会影响配电系统的安全稳定运行情况。从电网保护方面入手，这种系统缺乏一定的过载能力。一旦分布式发电接入电网中，引起电网特性会发生相应的变化，另外分布式发电所具备的电子装置也会影响到电网原有的继电保护功能的发挥。有人提出了一种自动装置配置方案用于分布式电源并网时的保护作用，用允许式方向纵联保护方式来代替配电网原有的距离保护，使并网变电站的供电变得更加可靠。分布式电源注入的容量问题要从保护供电可靠性方面出发，要研究确定分布式电源注入容量水平的基本条件。主从式区域纵联保护方案可以用来解决高渗透率的配电网继电保护问题，这种方法是基于纵联比较保护原理，以通信为基础，用来保护配电变电站。

3 分布式发电对配电网继电保护的影响

随着我国逐步建立起来公平竞争的电力市场，可以预见分布式发电将在未来占据越来越多的市场份额，并结合现有的电力系统，形成整体高效灵活的电力系统，对于提高社会的利用能源效率以及增强整个供电系统的安全性、稳定性以及可靠性具有重要的实际意义。分布式发电接入到电网中将大大的影响到当前的配电网络的结构以及配电网中电流保护的作用，而且还会对熔断器、自动重合闸的保护作用产生影响，从而影响到整个配电网的运行和控制。

3.1 对两段式电流保护的影响

分布式发电系统接入到配电网中后，一旦故障发生，配电网中的故障引起到电流的大小和分布会发生明显的不同，这对配电网原有的继电保护装置的正常运行将产生较大的影响。安装分布式电源的配电网如果出现故障，基于分布式电源能够助增或分流电流，会引起故障电流经过保护装置时出现增大或者减小，这将一定程度改变保护范围及灵敏度，使得各个保护装置的配合出现问题。例如将分布式发电接入到10kV的配电网中，并且将10kV变电站的电网设定为一个电压源，依据这个设定的条件来对分布式发电对配电网继电保护的影响进行分析，分布式发电一旦接入到10kV配电网，配电网将会从传统的单侧电源网络变成双侧电源以及多侧电源网络，从而使得故障电流的大小、方向和持续时间发生变化。

3.2 对自动重合闸的影响

依据相关的理论，瞬时性故障在配电网发生的故障中一般占比例高达80%，由于自动重合闸的使用，可以明显提高系统供电的可靠性以及减少线路停电次数，尤其对单侧电源供电的单回线路具有更好的工作效果，所以在配电网中，自动重合闸得到广泛的应用，使得故障线路能够自主恢复正常供电，更能够很好地提高电网的可靠性。配电网中接入分布式电源之后，一旦线路出现瞬时性故障，分布式电源在故障后可能没有脱离线路，而是持续输送电流到故障点，如此会引起故障点出现电弧，使得自动重合闸的作用失败。另外，出现故障会引起电力的孤岛和电网之间不能同步性，这种情况一旦出现，非同期重合闸就会出现冲击电流或电压，这是要在现代电力系统中尽量避免的。由于分布式电源接入会引起故障点的持续电弧等隐患，因此要在分布式电源的侧装备自动解列装置，重合闸发生动作之前会将分布式电源从故障线路切除，同时重合闸的动作时限可以适当延长从而避免故障点持续电弧，以避免对系统造成太大的冲击。

3.3 对熔断器保护的影响

若分布式电源接入分支线则会导致熔断器的保护作用受到限制。在某段线路接入分布式电源，一旦某点出现故障，接入分布式电源将影响到熔断器的保护作用，造成两方面的威胁。一方面分布式电源以及系统侧电源都会出现故障电流输送到故障点，一旦电流值过大将使得线路的上级以及下级出现同时损坏或熔断的可能，但是按照电力保护原则的要求，熔断器不能受到影响，所以，分布式电源的接入使得熔断器保护的配合关系破坏。从另一方面来讲通向故障点传送一定的反向故障电流，基于熔断器不能判别方向的原因，若容量足够大会使得反向的故障电流变得很大，导致熔断器发生损坏。

4 结语

分布式发电是当前出现的一种新型的高效、清洁的发电方式，可以预见一定会广泛运用到未来的电力系统中。但是较多的分布式电源引入配电网将会对配电网的结构和配电网短路电流的大小以及分布产生严重影响，限制了配电网的继电保护作用。为了改善配电网的可靠供电以及供电的质量，所以对分布式发电对给配电网继电保护和动作的影响进行探索具有重要的实际意义。

参考文献

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