DG并网对继电保护的影响及应对措施初探

王磊++杨世盛++季翠娜++葛祖郁++王志凤

摘 要：分布式电源DG发展日新月异，渗透率不断提高，大量DG的并网对现有电网很多方面都产生了不同程度的影响。本文主要阐述了DG的发展现状和优势，并以含有DG的一次接线图为例，重点针对DG并网对继电保护的影响进行了初步分析和应对措施研究。

关键词：DG 继电保护；影响；措施

中图分类号：TM77 文献标识码：A

1.分布式电源（DG）发展现状

在全球经济化不断发展的今天，电力对人们也越来越重要，断电意味着严重经济损失甚至引发重大事故灾难。许多大型企业为了满足自身的用电需求和用电稳定，大多拥有自己的发电设备。这些设备所发电量除了自身使用之外，还会将多余的电量进行并网推送到大的发电网中去。

全球不可再生能源枯竭和环境污染加剧的大环境下，一些太阳能、风能等清洁能源丰富的地区，也相继响应全球节能环保的号召，纷纷成立光伏电站、风力发电站等新能源发电站，这些新型环保式能源所发的电，除了自用之外也是需要进行并网使用的。

上述这些自用或者商用的分布式电源（DG）并网，在给企业和社会带来便利的同时，也在不断地影响整个大的电网。DG的不断接入使大电网的结构越来越复杂，只有更好地了解了DG的并网对整个大电网的影响，才能更好地利用。本文主要开展DG并网对继电保护的影响分析。

2.DG优势分析

总的来说，DG主要具备以下几个优势：

（1）提高供电可靠性。DG虽然通常是并网使用，但是也可以独立供电。当主电网出现供电故障时，可以通过DG来进行区域供电，保证重要用户能及时恢复供电。

（2）方便启停。由于DG非常容易控制，可以很容易地操纵它的投切，这对于电网的负荷平衡是非常有利的。

（3）可以满足特殊场合的用电需求。比如，临时供电或者作为热备用等情况。

（4）减小在传输过程中的网损。电能在传输的过程中会有损耗，传输距离越远，损耗越大。DG发出来的电可以就近使用，减少不必要的损耗。

3.DG并网对继电保护的影响及应对措施

DG并网最常见的是通过110kV、35kV、10kV馈线向大电网进行并网输电。从大部分情况来看，110kV、10kV并网线路比较简单，比较复杂的则是110kV站上的35kV并网线。因此，小电源的接入对35kV侧的影响也是最大的。

为了保障电网的安全可靠运行，电网中需要部署保护设备，确保电网故障所带来的影响降到最低并快速恢复供电。由于小电源的接入，不可避免地会对这些保护设备产生很大的影响。

以含有DG的一次接线图为例，分析DG并网对继电保护的影响。

如图1所示，如35kV联络线路（35kV母联）的保护配置不当，有可能导致联络线路故障时不能快速地切除故障点，从而导致35kVII母产生连带的故障问题，引发故障问题的扩大化，对整个电网的安全产生很大的威胁。其次，线路发生故障后，线路中的安全自动装置发生动作，但是DG解列装置却动作迟缓，这样会出现DG在没有安全自动装置的保护下运行，一旦出现这种情况，会对整个电网产生不可预估的风险，这种情况通常是由于故障解列装置和低频减载装置的配合不当造成的。第三，当110kV线路出现故障时，并网的DG不能解列，导致110kV线路中的备自投和重合闸不能动作，最终引起的结果就会导致整个变电站都会面临着风险。

针对以上设定的问题，当电网系统中联络线发生故障时，可以考虑在联络线的电厂侧安装距离保护，这样可以实现联络线故障的快速切除。

通常情况下，联络线路分为有负荷和无负荷两种情况：没有负荷的情况比较简单，可以直接在系统侧加装一个方向电流保护装置；有负荷的时候相对复杂，根据大量实际情况计算，在线路末端的灵敏度不低于1.5的情况下，能保证联络线路的故障快速切除而不影响其他线路。

低频解列装置的一般整定值则为48Hz～49Hz，时间限制一般在0.2s～0.5s；而对于低压解列装置的整定值范围一般在（65～75）%Ue，动作时间需要与站内其他保住装置的保护段相匹配。

在接有DG的线路中，通常还有这样一种情况发生：线路故障跳闸之后，DG不能及時地从线路中切除掉，会出现DG反向给站内负荷送电的情况。这时电网就会有环流的产生，这是电网正常运行情况下所不允许的。但是，在故障发生后，根据各种保护装置的动作情况，DG的切除时间不等，有可能会出现DG的发电量与站内的负荷持平而导致110kV线路重合闸和备自投不能自动动作的情况，最终导致整个110kV变电站失电。

对于这个问题，可以设计一条回路在电厂侧，如图2所示，2DL线路保护动作之后，联切并网到3DL中。这样，可以在110kV限流发生故障的时候，2DL跳闸之后直接将DG切除掉，有效避免环流的产生。

对于110kV线路上没有T接负荷，110kV站高压侧不接备自投的情况下，线路两侧可以考虑不接线路电压互感器。自动重合闸设备在这种情况下意义也会变得不大，因为通过备自投装置，可以直接接入其他的供电系统中，保证电网的正常运行。

对于在有T接负荷的线路且高压侧安装有备有电源自动投切设备时，图2中的1DL开关可以设置为线检无压、母有压延迟1s后投入重合闸，2DL开关则在满足检无压、母无压的条件之后1s进行重合闸。重合闸成功，可以直接恢复110kV变电站供电；重合闸失败，则使用备自投装置直接接入另一套供电系统来解决这个问题。

结语

目前国内的DG已经大量存在并在不断高速增长，渗透率越来越高。DG的应用在给电力行业带来巨大好处的同时，也对电网不断产生着冲击，供电网结构越趋于复杂化，DG并网已经对现有电网很多方面都产生了不同程度的影响。

本文从DG并网对继电保护的影响进行初步的分析和应对措施研究，未来还有非常多的内容和工作亟待开展。只有不断地发现问题并解决问题，才能更好地发挥出DG的价值和潜能。

参考文献

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