分布式电源并网后保护配置与管理探讨

王　浩，沈　倩，李晓琦，李　广，张金堂

（1.国网山东省电力公司济南供电公司，济南　250001；2.华能沾化电厂，山东　滨州　256800）

·经验交流·

分布式电源并网后保护配置与管理探讨

王浩1，沈倩1，李晓琦1，李广1，张金堂2

（1.国网山东省电力公司济南供电公司，济南250001；2.华能沾化电厂，山东滨州256800）

针对当前分布式电源项目密集并网且容量日益增多的形势，分析分布式电源并网后对电网继电保护的影响，从技术和管理的角度提出应对措施。重点介绍了地区分布式电源接入系统方案设计审查阶段应采取的技术要点，简要介绍济南地调对分布式电源并网管理的相关职责。

分布式电源；继电保护；设计审查

0　引言

近年来，国家相关部门及国家电网公司纷纷出台政策鼓励分布式电源的接入［1-3］。分布式电源包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电（含煤矿瓦斯发电）等。

分布式电源发展的总体形势是不仅仅体现在数量越来越多，更主要的是并网容量越来越大、并网电压等级越来越高、发电形式也越来越多样化。这就给分布式电源并网涉网保护的配置和整定带来新挑战。

1　分布式电源接入对继电保护的影响

分布式电源中，资源综合利用发电等常规电源对电网影响较小，而光伏发电、风电等新能源由于具有间歇性、波动性等特点，对配电网一、二次设备的运行产生一定影响。

分布式电源接入配电网会改变其附近节点的短路容量。在发生短路故障时，流过配电网的短路电流有较大的改变，这种改变不仅仅是数值上的改变，在某些情况下，短路电流的方向也可能发生变化，从而影响配电网原有的继电保护，使保护装置出现拒动、误动等问题。在分布式电源规模较小时，该影响并不明显，但随着某一供电区域内分布式电源多点大量接入时，上述负面影响将愈加显著。

随着分布式电源的大量接入，配网的网络结构将由辐射性的单端电源转变为双端电源，甚至转变为多电源和负荷共存的复杂拓扑网络结构，使得原有单端电源的馈线保护受到严重影响。分布式电源接入配电网后对配电网系统继电保护的影响主要体现在以下几方面。

1）电流保护。目前，大多数配电系统（特别是农网系统）都是辐射状的，当接入分布式电源时，这种辐射网方式和潮流方向均会改变，使得保护装置的保护范围发生变化，影响继电保护的选择性和灵敏性。

如图1所示，分布式电源接入10 kV配电线路后，并网线路（L2）相邻10 kV母线的短路容量增大。在相同系统方式的情况下，当其他10 kV线路（L1）用户低压侧（D1点）发生故障时，流经故障线路电源侧保护（1DL）的短路电流增大，致使原保护定值（如速断定值，按照躲用户低压侧故障的最大短路电流整定）可能无法满足选择要求。为纠正这种无选择性动作行为，必须重新调整电源侧保护（1DL）的定值。

图1　包含分布式电源的配网示意

2）瞬时重合闸。目前10 kV馈线架空线路或电缆架空混合线路普遍采用自动重合闸，重合方式采用不检定方式。分布式电源接入配电网后，线路发生瞬时性故障时，如分布式电源没有快速脱离线路，而是继续向故障点输送电流，将会导致故障点电弧持续燃烧，最终导致自动重合闸失败。甚至还会导致发电机定子接地保护误动作。

3）零序电压。多个分布式电源接入配电网可能会产生谐振，谐振会引起线路零序电压产生高幅值分量或者母线PT的开口三角绕组出现较高电压，出现虚幻接地现象，造成小电流接地选线装置出现不正确的接地指示。

2　分布式电源接入系统方案设计审查技术要点

2.1一般性规定

分布式光伏送出线路的继电保护不要求双重配置，可不配置光纤纵差保护。

10 kV及以下接入用户侧光伏项目，不要求具备低电压穿越能力。

分布式电源的接地方式应与电网侧的接地方式相适应，并应满足人身设备安全和保护配合的要求。

继电保护和安全自动装置应为通过行业或国家级检测机构检测合格的产品。

逆变器型分布式电源应具备快速检测孤岛且断开与电网连接的能力。防孤岛保护动作时间应与电网侧备自投、重合闸动作时间配合，应符合GB/T 19939、 GB/T 20046中相关规定。

分布式电源切除时间应满足线路保护、重合闸、备自投等配合要求，以避免非同期合闸。

2.2配电线路保护配置

分布式电网接入系统分为4类［4］，即经专线接入10（6）～35 kV配电网、T接接入10（6）～35 kV配电网、经开关站（配电室、箱变）接入10（6）～35 kV配电网、经专线或T接接入380 V配电网。下面按照Q/GDW 11198相关规定，详细说明各类分布式接入系统方式下配电线路保护相关配置。

1）分布式电源经专线接入10～35 kV配电网。该方式下典型接线如图2所示。

图2　分布式电源经专线接入10～35 kV系统典型接线

用户高压总进线断路器（图2中2DL）处应配置阶段式（方向）过电流保护、故障解列，若系统要求配置全线速动保护时，可配置光纤纵联差动保护。

用户高压母线的分布式电源馈线断路器 （图2 中 3DL）处可配置阶段式（方向）过电流保护、重合闸。

2DL和3DL处配置的保护均动作于跳3DL断路器；有多条分布式电源线路时，同时跳各个分布式电源馈线开关。

以往的标准文件中对2DL的保护均无特别说明，此处为文献［4］中的新规定，显然，对2DL的保护采用了与常规小发电并网线路电厂侧开关类似的保护，应予以特别重视。

2）分布式电源T接接入10～35 kV配电网。

该方式下典型接线如图3所示。

图3　分布式电源T接接入10～35 kV系统典型接线

用户高压总进线开关（图3中2DL）处可配置阶段式（方向）过电流保护、故障解列。

用户高压母线的分布式电源馈线断路器 （图3 中3DL）处可配置阶段式（方向）过电流保护、重合闸。

2DL处配置的保护动作于跳本断路器。故障解列动作于跳3DL；有多条分布式电源线路时，同时跳各个分布式电源馈线断路器。

3DL处配置的保护动作于跳本断路器。

3）分布式电源经开关站接入10～35 kV配电网。

该方式下典型接线如图4所示。

用户高压总进线开关（图4中3DL）处应配置阶段式（方向）过电流保护、故障解列。

用户高压母线的分布式电源馈线断路器 （图4 中4DL）可配置阶段式（方向）过电流保护、重合闸。

3DL处配置的过电流保护正方向指向线路时，动作于跳4DL；反之，则动作于跳3DL断路器。

3DL处配置的故障解列动作于跳4DL。

4DL处配置的保护均动作于跳本断路器。

分布式电源经专线或T接接入380 V配电网的继电保护配置相对简单，注意事项较少，在方案审查时很少遇到问题，此处予以省略。

图4　分布式电源经开关站接入10～35 kV系统典型接线

2.3重合闸的配置

在文献［4］中，分布式电源的重合闸规定调整为：分布式电源专线方式接入时，联络线配网侧宜配置重合闸；公共电网方式接入时，公用变电站馈线断路器处应配置重合闸。宜采用检无压重合，不具备条件时重合闸停用。重合闸的电压、时间等整定原则宜按DL/T 584—2007《3～110 kV电网继电保护装置运行整定规程》执行。要求分布式电源并、离网控制时间应与系统侧重合闸时间配合，需考虑分布式电源在重合闸时可能未与系统断开，分布式电源能经受重合闸冲击而不损坏，应具有电网故障及恢复过程中的自保护能力。对于需停用线路电源侧重合闸的情形，可以采取用户认可的方式，即由电网的用户管理单位（如营销部）与用户有效沟通并由用户出具认可文件。

2.4分布式并网涉网保护的校核与备案

分布式电源归属者应根据相关技术规程、电网运行情况及设备技术条件，校核涉网保护定值，并根据调度部门的要求，做好对所辖设备的整定值校核工作。当电网结构、线路参数和短路电流水平发生变化时，应及时校核相关涉网保护的配置和整定，避免发生保护不正确动作。

接入10～35 kV配电网的分布式电源涉网保护定值应在调度部门备案，备案包括并网点开断设备技术参数、保护功能配置、故障解列定值、逆变器防孤岛保护定值、阶段式过电流保护定值、重合闸相关定值。

3　地区调控中心对分布式电源的管理职责

2014年6月，国网山东省电力公司济南供电公司（以下简称公司）制定了《国网济南电网分布式光伏调度管理规定（试行）》，并于2014年12月5日实施。该规定从地县一体化运作的角度，对济南地、县调等职能部门调度管理工作进行了规范。

公司调控中心（以下简称地调）办理与35 kV、10 kV项目业主并网调度协议的签订工作，组织相关部门开展35 kV、10 kV项目并网正式验收及调度运行管理，参与35 kV、10 kV接入系统工程设计项目审查。

公司营销部受理分布式光伏接入申请；组织相关部门审定380（220）V接入系统方案；办理380 （220）V关于购售电、供用电和调度方面的合同签订工作并抄送地调备案；组织相关部门开展380（220）V项目并网验收和运行管理。

公司发展部组织相关部门审定35 kV、10 kV光伏接入系统方案，营销部负责分布式光伏并网信息归口管理。

县（区）公司调控分中心（以下简称县调）参与所辖范围内35 kV、10 kV接入系统工程设计项目审查，协助地调做好所辖范围内分布式电源的并网前收资审核、初步验收及其他调度运行管理工作。

县（区）营销部参与所辖范围内35 kV、10 kV接入系统工程设计项目审查，负责所辖范围内分布式电源的客户管理，配合县调完成收资及初步验收工作。

根据该规定，地调保护专业在分布式电源并网中的主要职责为参与分布式电源接入系统工程设计项目审查、并网验收。

4　结语

随着分布式电源的发展，其接入电网的容量和接入电压日益增高。分析分布式电源接入系统后对继电保护装置动作行为的影响，并按照最新的文件规程要求对保护装置的配置和保护定值的整定做出调整优化，对提高地区配电网消纳分布式电源的能力具有十分重要意义。

［1］国家电网公司.国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范的通知（（2013）333号）［Z］.2013.

［2］国家电网公司.国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范（修订版）的通知（〔2013〕1781号）［Z］.2013.

［3］国家能源局.国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知（国能新能（2014）406号）［Z］.2014.

［4］Q/GDW 11198—2014分布式电源涉网保护技术规范［S］.

Protection Configuration and Management of Distributed Power Grid

WANG Hao1，SHEN Qian1，LI Xiaoqi1，LI Guang1，ZHANG Jintang2
（1.State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250001，China；2.Huaneng Zhanhua Thermal Power Co.Ltd，Binzhou 256800，China）

With the present situation that distributed power projects are more intensive and the capacities are increasing，analyzing the influence on relay protection after distributed power connected to the grid is necessary.And also，corresponding measures are proposed from both technical and management perspectives.Techniques of regional distributed power access which should be taken at design and review section are introduced.With regard to distributed power management，a brief introduction is given on the duties and responsibility of Jinan dispatch and control center.

distributed power；relay protection；design and review

TM910

B

1007-9904（2015）09-0042-04

2015-04-26

王浩（1986），男，工程师，主要从事继电保护整定相关工作。