分布式电源对配电网保护的影响及保护配置分析

分布式电源对配电网保护的影响及保护配置分析

发表时间：2019-07-09T11:46:10.237Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：魏千钧

[导读] 摘要：近年来，能源问题一直都是各个国家关注的焦点，因为传统能源在人类的开采之下已经呈现颓势，所以各个国家都在努力探索新能源技术，新能源技术能够有效解决能源危机和环境的问题。

（广东电网有限责任公司茂名供电局广东省茂名市 525000）

摘要：近年来，能源问题一直都是各个国家关注的焦点，因为传统能源在人类的开采之下已经呈现颓势，所以各个国家都在努力探索新能源技术，新能源技术能够有效解决能源危机和环境的问题。故而分布式电源就成为了电力系统的研究新方向。电力行业的竞争是异常的激烈，在当前阶段，电力系统的主要构成为集中式发电、远距离供电以及大电网互联。如果将分布式电源与传统的供电方式进行结合，那么就可以节省一部分投资，同时减少能源消耗。

关键词：分布式电源；配电网保护；神经网络；保护配置

引言：

分布式电源(Distributed Generation，简称DG)作为一种新兴的发电形式，是指小型化、模块化、容量较小的发电装置。从地理位置上距离负荷较近，一般分布在负荷附近。分布式电源具有清洁、环保的特点，比如光伏、风电和小水电。考虑到分布式电源的特点以及整合电源的成本，目前分布式电源应用主要以分散形式接入配电网络为主。

1 分布式电源概述

分布式电源其实就是指在现有的配电网之中经济安全地运行，在实际情况中根据一些特殊终端的需要，进行设计并且安装在这些特殊终端附近的小型发电机或者小型发电机组。大部分的分布式电源容量都比较小并且独立于电力系统。一般来讲，分布式电源的燃料都是天然气以及光能、太阳能、潮汐能等，都是经过管网或者电缆对于特殊地区的电力进行供给，而且有的分布式电源是可用冷电热三种方式进行供应的。分布式电源这种模式的优点可以使得经济收益增加，并且可以减少对于土地资源的占用，对于环境的污染也较小。当前的分布式电源有火力发电机、风力发电机、燃料电池以及光伏发电几种。研究分布式电源怎样并网的问题是要研究它对于配电网影响的第一步，在上述提到的分布式电源之中，光伏发电、电化学装置以及一些风机都是用电力电子装置进行并网的，而风力发电是直接并网。

2 分布式电源接入对于电网可靠性产生的影响

2.1 对于电能质量的影响

在考察电能的质量时，一般就是使电压保持在一个允许的变化范围之内，当其满足这个要求时就可以看做电能质量合格，当接人了分布式电源之后，配电网的电压分布会产生变化，而一般来讲，分布式电源都是在用户周边的，这就会使得配电网投入与切除时电压会产生波动，这种波动会使得电压不稳定，这就会影响到用户的使用。分布式的电压并网所产生的电压波动主要是因为分布式电源的输出功率有波动，这种波动还有可能会使得频率也产生波动。电压的波动主要是跟分布式电源的输出有功功率以及无功功率有关，而分布电源主要是通过有功功率的方式进行供电的，所以电网电压的波动于闪变主要是由于分布式电源输出有功功率产生了波动。除此之外，配电网系统结构大多为辐射式的拓扑结构，由于结构的独特性，电压会随电线走向逐渐降低。分布式电源接入就会使得配电网潮流的大小与潮流方向产生波动，这会使得配电网被影响，这种影响会使得配电网的双向流动可能性增加。引起这种现象方式的原因是分布式电源产生的谐波，在接入配电源其实可以看做混入一个个谐波源，分布式电源并入配电网的过程中，由于一些电力设备在使用时也会产生谐波，所以分布式发电中产生的谐波其实主要是来源于电流器。

2.2 对于继电保护的影响

如果大量接人分布式电源，配电网的拓扑结构就会被改变，单个的电源点辐射结构就会变成多个电源点和用户进行连接的结构，这就会使得单相的电力潮流变成双向的变电潮流，分布式电源的大量接入会增加配电网的继电保护装置的工作压力。分布式电源对于电路的另外一个影响就是分布式电源的接入会影响到短路时故障电流的等级，这是因为一些电子设备在防止过电流的过程中，由于分布式电源的存在，电网之中的电流不会被正确地检测到，这就会很容易出现过压的情况，出现这种情况会使得设备很容易损坏。分布式电源还会带来另外一个问题，那就是在配电网产生了故障的时候，会有超量的短路电流产生，出现这种情况如果没有用正确的处理方式就很容易会造成电弧的重燃，很容易引起火灾。当将配电网的瞬时电流速断保护作为研究对象时，瞬时电流的速断保护动作，电流可以按照输电线路末端短路时流过的保护安装处最大的短路电流进行确定。

3 关于分布式电源对配电网保护配置的几点思考

明确分布式电源的基本内涵和对配电网的影响后，我们发现有积极的影响也有消极的影响，而出现问题的原因就是配置安排不合理，那么针对这个问题，要结合国内外先进经验，加以解决，这样才能保证分布式电源保护配电网，而且也可以为其它领域提供有力参考。

3.1 创新现有的方式方法

首先，增加保护措施功能的零件，这样可以将分布式电源开关点附近都安装上，然后就可以阻止问题点反方向影响配电网，而在配电网起始两端都安装相应的零件，提高整体的安全系数；其次，创新分布式电源的原理，综合考虑智能电网建立后出现的问题，尤其是出现问题时电压和电流的变化幅度，灵活运用分布式电源，将供电的形式变为环状网或者两端配置网，那么就可以在运行的时候，即使一个位置出现问题，那么其他环节仍然正常运作。

3.2 合理设计配置的方案

一方面，设计方案的时候将范围扩大，而且要本着节约资源的方法，通过增加位置点或者减少位置点，达到预期的效果，而不是一味地全部更换，这就需要加强管理，定期维修设备，而且要培训操作人员，提高他们的专业能力和综合素质，规范操作，并且定期保养，另一方面，在现有的配电网络基础上，提高智能化水平，尤其是要实现自动监管，这样可以在发生问题的时候自动预警；其次，考虑神经网络，通过人工智能装置，在保护主干配电网的时候，也要保护分散的支杆网络，从而在整体上使复杂交叉的网络都实现保护覆盖，在发生故障的时候，可以及时了解到具体的位置，系统自动解决后，管理人员找到位置进行维修，避免日后再次发生问题。

3.3 认真分析当前的弊端并加以改进

现有利用分布式电源保护配电网的配置主要就是上面两点内容，但是容易出现一定的问题。对于只通过增加或者删减零件的方法，虽然节约了资源，但是会使电网的灵敏度降低，对于只改变配置方案的方法来说，随着配电网越来越先进，问题的类型也会更多样，所以将