配电网继电保护受分布式发电的影响分析

吕会玲

（国网江西省电力公司萍乡供电分公司，江西 萍乡 337000）

配电网继电保护受分布式发电的影响分析

吕会玲

（国网江西省电力公司萍乡供电分公司，江西 萍乡 337000）

随着我国经济的进一步发展，电力行业也得到了突飞猛进的进步，其中分布式发电技术也被更加广泛地应用起来。随着分布式发电技术的逐步接入和引用，也给整个发电系统带来一系列的影响。文章结合实际的工作经验，针对这一过程中可能出现的问题进行了分析，并进一步给予相应的改进建议，以此发挥分布式发电对配电网的积极作用。

配电网；继电保护；分布式发电；电力系统；配电模式

分布式发电方式不同于传统的配电模式，传统的配电系统是采用单链接的放射状分布方式进行配电，而分布式发电是将原来放射性的无源网络进行转化，改变成一个由中小型电源控制的有源网络系统，整个配电网内部不再仅仅是电流的单向流动，而是转化为由变电站母线进行总控制后再进行电流的传递。这个变化使得整个配电网继电保护受分布式发电的影响发生了巨大的变化，配电网的原先保护机理也随之发生了改变。具体而言，原来配电网的继电保护是在整个电网呈放射状的链接状态下进行，并以此为基础进行整体的规划设计。而分布式发电技术引入后，整个配电网的结构系统发生了重大改变，同时也对于配电网继电保护产生了一系列的影响。

1 配电网分布式发电的理论概述

1.1 配电网分布式发电的概念分析

目前，电力行业得到了迅速的发展与进步，分布式发电方式作为电力行业中一种新兴的发电方式被人们更加广泛地应用起来。分布式发电技术主要以可再生能源作为原材料进行发电，包括太阳能发电、光伏发电、水力发电、风能发电等，同时也包括使用垃圾废物和一些生物能源进行发电。在分布式发电技术的具体应用中，主要是用户自己进行安装小型的发电机组进行配电，其在配电过程中既可以接入公共电网进行配电，也可以脱离公共电网进行配电，具有更强的灵活性。

1.2 配电网分布式发电的优势分析

笔者结合实际的工作经验，将分布式发电在整个配电网系统中的优势进行归纳总结，形成以下五点：第一，分布式发电技术中的电力更加稳定，能够很好地规避配电系统在配电过程中的弊端和不足；第二，分布式发电技术能够更好地实现冷热联产；第三，分布式发电技术能够很好地保护环境，提高能源的利用率；第四，分布式发电技术具有较高的经济性，运用分布式发电技术无需建设相应的配电站和架设长距离的输电线路，从而降低了配电工作的成本，节约了资源；第五，分布式发电可以提高电路运行的稳定性，当配电系统出现故障的时候，分布式发电系统仍然能够正常地运行，从而避免由于局部故障所引起的电路问题。而且分布式发电技术具有调峰作用，减少整个配电系统的压力和负荷，缓解电力系统巨大的电荷功率，减少电力系统在运行过程中的压力和困境。但是，随着分布式发电技术的引入，会对整个配电系统中的电流大小和分布产生影响，而且配电系统中电流的不稳定性也在一定程度上对于继电保护工作的开展产生一系列的影响，因此需要进一步对配电网继电保护受分布式发电的影响进行分析并就相关问题提出相应的建议。

2 分布式发电对配电网继电保护的影响

2.1 分布式发电对配电网电流水平和电流保护的影响

在电力学领域中，我们用短路电流水平fL进行表示短路电流和短路容量，以此作为衡量整个配电系统短路情况的严重程度的重要评估指标。具体的应用公式为：fL＝i＝1|zth|。式中：zth代表配电系统中等效阻抗的标准值大小；i代表配电系统中短路电流的标准值，该短路电流与额定电流之间彼此相关联。当整个配电网系统中的运行电流等于额定电流的时候，通常此时短路电流的额度值的标准水平应该在10～15之间，为了确保不同额度的电流能够不影响配电网继电保护工作的进行，就必须要满足一个前提条件，即当配电系统发生短路故障的时候，此时要产生一个远大于额定电流或者运行电流的实际额定电流，在电流保护装置运行之时，要有一个可以持续进行供电的电源进行维持故障电流的运作，从而实现整个配电系统中电流的正常流动。但由于在分布式电源系统内部存在着大量的电力电子设备，并不能单一地进行维持故障电流的运行，很难保证配电网继电保护工作的顺利进行。此外，将分布式发电技术引入配电系统中，zth的值会有所下降，这不仅实现了短路技术水平的提高，而且进一步保证了故障电流的顺利流动。因此，如果不加考虑而直接将分布式发电技术引入配电系统中，所带来的影响非常不利，造成的元件损伤会直接影响整个配电网的正常运行，导致电流容量达不到规定的要求。在配置继电器的过程中，应该考虑到分布式发电技术对于整个配电系统的各种影响，正确测量实际中故障电流的额度，并进一步保证配电系统的正常运行和工作。在实际的配电过程中，如果继电保护装置仅仅检测配电系统的电流值大小而不分析分布式技术接入所带来的一系列影响，则会导致对故障电流的大小无法进行准确地把握。总而言之，短路的电流幅值、大小以及持续方式和分布状态都会因为分布式发电技术的引入而发生一系列的变化和影响，其中对短路电流持续时间的影响主要是由继电器的反时效特性所造成的。

2.2 分布式发电对自动闸的影响

在分布式发电的配电网系统中，采用的是放射性的发电方式，短暂性的故障线路在恢复供电以后，自动闸并不会因此而受到任何的有害影响。但是在引入分布式发电技术以后，一旦电路系统遭受短路跳闸以后，整个配电系统就会与电源之间失去联系，从而使分布式电源和负荷值所形成的电力范围能够有效地保证配电系统的电压和功率在额定值的范围内。此时，虽然整个配电系统呈现出正常运行的状态，但是此种情况下却给自动闸带来了严重的威胁。一方面，容易导致故障点电弧的重燃。具体而言，整个配电系统在失去电力测压以后，分布式发电技术并不能够检测出这一现象的出现，而且仍然继续给故障点进行持续供电。电流在经过自动闸的时候，故障点电弧的熄灭受到来自分布式发电技术供电的影响而无法进行断开，导致故障点电弧的重燃，造成外层的绝缘被破坏，从而使得短暂性故障进一步扩大成为永久性故障；另一方面，可能会造成配电系统的非同期合闸。在配电系统中，侧电源断开至自动闸运行阶段内，配电设备处于加速或者减速的状态，此时配电系统内部的侧电源要想保持完全同步的状态是有一定难度的，而且在两者之间会出现相角差。当相角差逐渐增加到一定的程度范围的时候，继电保护工作可能由非同期重合闸引起的电流冲击而不能进行有效的工作，使自动闸丧失自动恢复故障的能力和功效。同时，强大的冲击电流也会给配电系统的正常运行和配电设备的安全性带来严重的破坏。当引入分布式发电技术后，分布式的电源装备用来为系统中的部分装置供电，一旦某段电路出现短路，总电源会为其提供一部分的供电，分布式电源也会为其提供一部分的供电，这两部分供电共同形成短路电流。如果配电保护装置仅仅只检测配电网的反馈线路的电流大小，而不考虑分布式发电装置接入所造成的影响，则会导致实际故障电流的测量工作无法做到准确完成，尤其对于高阻抗故障而言，接入分布式发电装置后会影响反向电流保护系统的正常工作，甚至可能导致其无法运行。而当电路母线出现短路情况时，分布式发电装置的引入可能会导致其他情况的出现，此时如果继电保护系统不能有效运行，分布式发电装置所产生的贡献电流会对整个配电系统产生不利影响。因此，要保证整个配电系统侧重对自动闸的检测，避免非同期重合闸给配电系统和配电设备带来冲击和危害。同时，要把握好自动闸由于分布式发电技术的引入所带来的一系列影响，进行合理的评估与分析。

3 分布式发电对配电系统分支电路的影响

笔者通过研究配电系统的结构图后发现，在配电网继电保护工作中，通过熔断器的方式进行继电保护是我国配电系统中常见的保护方式之一。熔断器的作用主要是当配电系统的分支线路出现超负荷的电流时，熔断器的熔体和熔丝会被经过的电流烧断，从而将故障电路进行切除。当分布式发电技术引入后，对于配电系统的熔断器也会产生影响。具体而言，当出现故障后，故障点的反向电流是由分布式发电设备提供的，当其有足够大的容量时，就会进一步加大反向电流，造成相关配电设备的损坏，这在配电网继电保护工作中是绝对不允许的。另外，根据保护工作中的选择性原则，当出现故障后，分布式发电装置和侧电源都为故障点提供电流，当这个电流值超过一定的范围，必然会造成有关设备和系统受到破坏。因此可以看出，熔断器的保护机制由于分布式发电技术的引入而遭受严峻的挑战。

4 结语

分布式发电技术是随着时代发展所产生的新兴的技术之一，具有高效、环保等特点，适应当前国际经济的发展趋势，也被广泛地应用到电力行业中。然而，在配电系统中，配电系统内部的结构以及配电网在短路的情况下电流的流动方向、大小以及分布状态都将因为分布式发电技术的引入而产生影响。因此，为了进一步提高配电网的供电质量，提高供电系统的稳定性，应该深入分析配电网继电保护受分布式发电的各种影响，进一步完善分布式发电技术，促进分布式发电技术的发展与完善。

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[3]陈建杰，郝永晶，纪元，等．分布式电源对配电网继电保护影响的仿真与分析[J]．上海电力学院学报，2014，（2）.

（责任编辑：秦逊玉）

TM77

1009-2374（2017）12-0259-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.132

吕会玲（1971-），江西萍乡人，国网江西省电力公司萍乡供电分公司电力工程工程师，研究方向：继电保护整定。

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