分布式发电对配电系统继电保护的影响探讨

丁 健

(广东电网有限责任公司茂名供电局，广东 茂名 525000)

0 引 言

通常情况下，传统的配电结构是单电源的放射状链式的，在配电中采用了分布式发电后，能够由之前无源网络转变成有源网络，由放射式转变成分布式，潮流也不只是之前的从变电站母线流向各负荷。随着DG设备被大批量地接入到配电网内，该区域的供电系统结构有很大程度上的一个变动，使得其短路电流的分布也出现了变化，加大其地区电力系统继电保护及安全自动装置的配置以及动作整定，导致继电保护以及安全自动装置无法正确的动作。在配电系统中，随着DG被广泛的使用，有必要对配电网的保护系统进行适当的调整，分析其对配电系统继电保护的影响。

1 分布式发电优势

通常情况下，分布式电源被接入到中低压配电系统，会对配电系统的日常运行产生较大的影响。之前的配电系统的功能只是将电能分配到末端用户，近年来，随着科技进步，配电系统显然已经成为了一种功率交换的媒体，其不但能对电力进行收集，还能够将其传送至其它地区，且对其进行科学的分配。分布式发电主要具备两方面的特征，随机性以及分散变动性，但若是分布式电源被接入的数量比较多的话，就必定会对配电系统运行的稳定性以及安全性造成一定程度上的影响。通常分布式电厂的分类为其整体电网中所在的位置以及发电设备的发电能力。分布式发电系统比较特殊，因为其不和国家电网直接连接，且不通过中央配电系统来配送，也不需通过电网来加以调节，其输电网的主要功能是连接配电系统和发电厂。对传统的配电系统而言，其分析方式主要有状态估计可靠性评估和潮流计算等，这些分析方式均会受到分布式发电的影响，只不过是程度不同而已，需要不断地加以改进和完善[1]。另外，集中式的电网没有办法跟踪电力负荷的变形情况，在此基础之上，分布式发电更是愈加的受到了人们的关注。

2 分布式发电对配电系统继电保护的影响

2.1 对故障电流的影响

通常下，在配电网系统中引入分布式发电技术，会对故障电流产生一定程度上的影响，当继电保护装置确立了故障电流时，自身系统就会受到影响。因此想要将配电网中继电保护系统的功能充分发挥出来的话，应充分利用好串联电抗模型，把这一模型当做是分布式发电中的主要模型，用其来进行相关的操作。当电力系统再一次发生了故障问题时，其产生的电流会和分布式电源一致，这样继电保护系统将分布式发电系统间的不同给分辨出来了，并按照这样的区别信息，对不同的抗电值进行分析。这一系列过程中就能够表现出分布式发电中故障电流注入的各种不同的呈现方式[2]。

2.2 对三段式电流保护的影响

2.2.1 导致本馈线保护的灵敏度下降和拒动

其能够对电路保护动作的敏感度造成影响，若是碰到了特殊情况，还极有可能会造成保护动作拒绝动作，使得继电保护作用无法发挥，具体的情况如图1所示。在图1中，若是分布式发电加到BC 中间，就会将其分成两段，之后若是D1部位出现了故障问题，故障点电流由分布式发电和系统自身一同供应，在这样的情况下，三段式电流保护只能够接收到系统的故障电流， 很有可能会会大大降低保护动作的灵敏度。

图1 I0 kV配电系统仿真模型

2.2.2 无法确保电路保护准确性

由图1可见，如果系统D2部位发生了故障，保护动作应该由AB线路上的R1来发出，就不会对其他线路的运行造成影响，能够很好地防止其他部位形成和发出保护动作。但要是故障部位的电流是由分布式和系统发电一同提供的，当出现故障问题的时候，R2其能够接受的电流也只是来自分布式发出的，接收的电流很大，容易造成较大的短路电流[3]，和之前的故障保护速断比较，其电量更大，极容易使得R2出现错误动作。

2.2.3 导致相邻电路保护动作出现失误故障

如果出现此类情况，则保护动作的准确性和选择性无法得到有效保障。由图1可知，如果D3处出现了故障，则其接收到的电流一般是分布式发电和配电系统一同提供的，因此该部位接受的电流会远远大过配电系统的供电量。若故障线路是终端线的话，相邻的故障线路就会突然地加大保护故障电流，进而改变系统保护动作的定值。一旦出现了这一类的故障，则故障电流将没有没办法得到相邻接线接口的保护，最终导致无法确认保护动作的可选择性。

2.3 对自动重合闸的影响

在配电网还未接入分布式电源时，其结构呈放射式，为单侧电源，这时若自动重合闸能够对故障线路进行快速供电，则不会对配电网产生很大的影响。相反，一旦把分布式发电接进到配电网中，当配电网出现故障的时候，就能够自动进行跳闸，这时配电网中发生问题的位置就会和系统电源间的连接分开，而超出的负荷、分布式电源就会形成一股强大的电力，必定会严重破坏自动重合闸的良好运行状态。在整个侧电源进行自动重合闸中，分布式发电系统很可会出现加减速运转的现象，侧电源与电力孤岛没有办法进行协调且统一的运行，两者之间会出现一个相角差，当差值达到了一个界限的时候，自动重合闸就会形成一股有力的冲击电压或者是冲击电流，进而对自动重合闸的运行状态产生一个阻碍，使其无法进行正常的运转以及操作[4]。另外，系统若是没有了侧电压后，就算系统中还有故障点存在，还是不会对分布式发电系统造成影响，其依然能进行正常的供电。但若是自动重合闸在正常运转，分布式发电系统所形成的电流，就影响到已存在的故障点电弧，妨碍到电弧灭掉，这样会导致比较严重的后果，主要是会留下长久且难以维修的故障。因此分布式发电会在很大程度上影响到配电网系统中的自动重合闸，相关的检查维修人员一定要始终按照规定进行工作，工作严谨。

2.4 对熔断器保护的影响

设定配电网中存在2个分支线路，分别为A和B。且两个分支线路均有故障点，分别为KA和KB。故障点KA所连接的熔断器为FA，FB同样为熔断器，和FA是具有合作关系。这时在分支线路B上引进DG，若是KA出现了故障的话，系统侧电源和分支线路B的DG就会同时向KA点进行故障电流供应，借此来除去故障。只是在去除故障的同时，也会使得熔断器FA和FB间的合作关系被破坏掉，无法实现就近性原则。因熔断器没有办法及时地识别出反向故障电流，当电流持续时间过长，会损害到熔断器是不可避免的[5]。

3 结束语

总而言之，对于传统的供电方式而言，分布式发电是进步和创新，对于整个配电系统而言，使用分布式电源会对其产生很大的影响。随机性与分散性是分布式发电的两个特点，但在配电网中接入大数量的分布式电源，必定会影响其稳定性和安全性。就分布式发电本身而言，其具有良好的发展前途，但依旧不能够忽视其对电网系统所造成的影响，通过不断地分析其造成的影响，能够进一步推动电力事业的发展。