论述分布式发电对配电网继电保护及自动化的影响

罗 威

（南京南瑞继保电气有限公司）

0 引言

分布式发电不仅能够为配电网继电线路提供有效保护，还可以大大提升线路运行的安全性和可靠性，将发电过程中发生事故故障概率降到最低。分布式发电与其他发电方式对比而言，分布式发电本身具有发电电源的规模小、投入资金成本低以及利用高效方式将发电电源合理布置在用户周围，并且分布式发电对环境污染较小等诸多特点优势，由此可见分布式发电在未来发展道路上具有极大的发展空间，在大部分地区得到广泛运用。但是由于各方面因素的影响制约，导致分布式发电在我国一些地区并未得到发展应用。

1 分布式发电的优势

通常情况下，分布式发电的发电功率不会超过四五十兆瓦，并且在用户周围呈分散式布置。同时，分布式发电系统作为相对独立的个体，可以独立输出供电，这样不仅能够有效提升大电网运行的经济效益，还可以满足于特殊用户的一些特殊需求。分布式发电系统从发电能源角度出发，可以分为内燃机发电、太阳能发电、风能发电以及生物质能发电等多种不同类型的能源，是当今社会发展的重要能源之一，对保护社会公共环境和不断扩大电力市场规模和运用方面起着至关重要的作用。除此之外，分布式发电主要是通过微网形式与大电网进行连接，为大电网的集中供电系统正常运行提供支撑，并且具有显著的优势特点。

1.1 安全性、可靠性强

分布式发电系统作为一种新型的供电系统，各个发电是相对独立个体，并且分散布置在用户周围，每个用户可以根据自身的实际需求，对其进行自主控制使用，避免出现大规模的停电事故。除此之外，当发生一些无法预料的灾害时，分布式发电系统可以取代集中供电系统，继续为用户供电。由此可见，分布式发电在一定程度上能够有效缓解大电网在安全性和可靠性方面存在的不足，为集中供电方式提供相应的支持，保证供电系统正常有序运行，为用户提供安全可靠的电量。

1.2 环保方面优势

近年来，随着社会经济不断发展，促使我国能源紧缺问题越来越严峻，尤其大电网发电行业领域需要消耗大量的能源。而分布式发电主要利用太阳能、风能以及生物质等诸多新型能源进行发电，有效缓解能源紧缺的问题现象，降低环境污染，维持生态平衡。同时，分布式发电可以对区域内的供电质量和性能实施有效的监控，尽可能避免资源过度浪费。尤其是在输送配电方面，不需要建设一些配电站，这样既可以有效降低损耗，还可以减少输送配电成本、土地工程和安装工程的经济成本。分布式发电系统对于落后的农村、山村以及经济发展程度不高的中小城市的供电需求而言，是一种最佳的选择方案。

1.3 满足多种不同的供电需求

由于分布式发电系统具有一定的独立性，促使分布式发电装置本身具有极强的能动性，可以满足于不同人群对供电提出的各式各样的要求标准。例如，对于一些重要的节日庆典或者是集会现场等，可以利用一些移动的分散式发电车之类的分布式发电装置进行供电。

1.4 分布式供电系统比较简单

分布式发电系统主要是利用微网形式接入大电网中进行工作运行，是一个相对独立的供电系统。由于参与运行的系统相对比较小，致使其操作简单便捷。同时，供电系统无论是启动运行状态，还是停止状态，都可以迅速做出相应的反应，由此可见，分布式供电系统的调峰性比较好，并且为全自动化发展奠定良好发展基础。

2 分布式发电对配电网继电保护及自动化的影响

供电系统在实际运行过程中发生故障时，虽然传统的配电网继电保护方案能够及时做出处理，但仍然存在一些不足，而分布式发电系统技术能够有效弥补传统配电网继电保护方案中的不足之处，并对相应的保护方式进行完善。在配电网继电保护中合理运用分布式发电技术，促使供电系统故障处理能力得到提升，大大提升配电网的保护能力。

2.1 分布式发电对三段式电流保护的相关影响

对于三段式电流保护方法而言，传统的配电网继电保护具有原理简单易懂，可靠性较高等优势。一般情况下，当供电系统发生故障时，可以对其进行切除处理，但是这种处理方法会因电网接线方式、系统运转方式等因素的影响，致使其在配电网实际保护过程中无法发挥自身的效果。将分布式发电与配电网进行有机联合时，其结合供电实际情况，有针对性地对供电系统中的潮流进行调整。当供电线路发生短路故障时，故障部位的电流大小、流向等均会因故障问题发生变化。由于分布式发电接入位置大不相同，致使其对故障部位所产生的电流影响也不相同。通常情况下，分布式发电接入方式主要分为线路末端接入和电力中部接入两种介入形式。

2.2 分布式发电对自动重合闸的影响

由于传统的配电网结构是单侧放射性结构，一旦线路发生故障问题，则会自动合闸，保证供电系统及时恢复供电，确保供电系统安全稳定运行。将分布式发电DG与配电网进行联合，当线路在运行过程中发生故障时，其故障部分的电流则由分布式发电DG为其进行供电，促使故障部分电网脱离整个配电网系统，从而形成一个相对独立的个体。这种情况下则会对配电网产生一定的影响，其具体表现主要如下。

（1）非同时期合闸的影响

在配电网接入分布式发电的情况下，一旦配电网系统发生线路故障，系统电源停止供电后，分布式发电运转会出现加速或减速的问题现象，严重影响供电系统运行的稳定性和安全性。因此，电路系统结构内部会形成一种电力孤岛，其可控性相对比较低。电力孤岛在一定程度上会对线路故障产生影响，致使相角差出现偏差，严重影响整个配电网的运行。相角差过大的情况下发生非同期合闸时，其冲击电压和电流会比较大。同时，冲击电流会对馈线保护功能产生影响，致使重合闸恢复功能下降，演唱重合闸故障恢复时间。

（2）故障点的电弧重燃

电力孤岛在一定程度上会对故障的恢复情况产生影响，但是由于电路结构中存在一定的供电电流，从而导致故障点可能出现电弧未熄灭现象。当进行二次供电时，会造成电流过大，且热量升高，最终造成故障点发生电弧重燃的问题现象。一旦电流值过大，极有可能击穿绝缘，造成重合闸故障升级，无法得到恢复。在实际工程施工过程中，为了降低二次供电带来的不利影响，需要结合实际情况，合理安装低压解列装置，以此对非重合期产生的冲击电流进行缓解，尽可能避免电流对故障点造成严重影响。

2.3 分布式发电对熔断器保护的影响

首先，在配电网中设置A、B两条分支线路，A、B两条分支线路中设有A1、B1故障点。当故障点A1与相近的熔断器连接时为C，与C有合作关系的熔断器为C1。同时，将分布式DG接入B分支线路上，一旦A1故障点发生故障，B分支线路中的分布式DG和供电系统中的测电源将会同时向A1点供应电流，确保线路故障得以消除。线路故障在消除的过程中，熔断器C和C1二者之间建立的合作关系会遭到破坏，致使近性原则无法得到实现。另外，熔断器对于方向故障电流无法进行识别，一旦电流过大且持续时长，则会导致熔断器损坏。

2.4 分布式发电对分支线路保护的影响

在分支线路中合理利用熔断器，能够有效阻碍不被允许的大电流通过。大电流在通过熔断器时，其产生的热量会将熔丝熔断，阻碍大电流通过，确保配电系统线路正常运行。在分支线路中接入分布式电源情况下发生线路故障时，分布式电源和系统电源将会同时向故障点提供通向电流。当提供电流冲击过大时，相邻的熔断器会受到影响，造成线路无法正常运行。当分布式电源向线路故障点提供反向电流时，熔断器无法识别电流方向，则会导致线路负荷过高，最终造成熔断器损坏或者熔断等问题现象。

2.5 基于FTU的配电网自动化继电保护

近年来，随着我国通信技术以及自动化技术的不断发展进步，基于FTU的自动化保护方案在城市配电网中得到广泛运用。该种自动化保护方案主要是通过各个分断开关上的馈线终端单元对故障前后的电流和电压等相关重要信息数据进行采集，并利用相应的通信技术渠道将采集到的数据信息传送至主站，并且由主站对这些数据进行全面分析了解，从而对故障区具体位置进行确定，制定一套合理的供电恢复策略。最后，对各个开关进行遥控控制，将故障区和非故障区进行划分隔离，确保非故障区及时恢复供电。这种配电网保护方案在手拉手和环网柜接线方式中得到广泛运用。

3 结束语

总而言之，随着时代飞速发展，科学技术不断进步，促使分布式发电技术应运而生，并且在电力行业中得到广泛运用。由于分布式发电技术具有高效、环保等优势特点，成为现阶段国际经济发展的主要趋势。但是，在配电网系统中，其内部结构和配电网在发生短路的情况下，分布式发电技术往往会受到各种各样的因素影响，如电流的流动方向、电流大小、电流分布状态等。因此，为了有效提升配电网的供电质量和稳定性，需要对分布式发电对配电网继电保护及自动化的影响进行深入研究，对分布式发电技术进行逐步完善，进而为分布式发电技术发展奠定良好基础。