浅谈分布式发电对配电网继电保护的影响

浅谈分布式发电对配电网继电保护的影响

发表时间：2016-08-29T09:32:11.790Z 来源：《电力设备》2016年第12期作者：王锦山张超赵飞龙恰勒哈尔?吾肯

[导读] 在现代电网建设中，分布式发电技术的应用，为整体供电技术水平的提高带来了新的发展动力。

王锦山张超赵飞龙恰勒哈尔?吾肯

（国网奎屯供电公司 833200）

摘要：我国经济发展中，电力行业扮演着关键的角色，要想真正地促进我国社会经济的持续发展，提高我国综合水平，电力行业必须要进行不断地发展，为我国提供更加全面的电力能源保障。分布式发电是一种现代化的、高科技的发电技术，并且还具备高效、环保特征，但其对配电网继电保护存在一定的影响。针对此，本文首先分析了分布式发电及其优势，其次对分布式发电对配电网继电保护的影响进行了详细的阐述，以供同行人员参考。

关键词：分布式发电；配电网；继电保护；影响

引言

在现代电网建设中，分布式发电技术的应用，为整体供电技术水平的提高带来了新的发展动力。通过分布式发电的应用，整个电网的整体供电能力得到了大幅度的提高，并且有效地提高了供电效率，实现了环保型供电的发展战略。分布式发电的应用，对于原有配电网结构产生了一定的影响，在一定程度上加大了配电网运行难度，配电网电流分布、大小以及方向的改变，对配电保护装置造成了一定的影响，这就要求不断加强配电网继电保护，确保整个电力系统的正常运行。

1 分布式发电及其优势

1.1 分布式发电

分布式发电简称为DG，主要是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式，并且在用户周围布设的高效的、可靠的发电单位，其通常由已液体或是气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电（光伏电池、光热发电）、风力发电、生物质能发电等构成。通过分布式发电的应用，能够对各类型可用的、分散存在的能源进行充分的利用，其中包含本地可以方便获得的化石类燃料与可再生能源，并且还可有效提升能源利用率。

近年来，随着社会经济的迅速发展，人们生活水平不断提升，夏季与冬季用电“电荒”已成为常见的问题之一，若是为此建造新的发电场，花费巨大，经济效益也较低。分布式发电由于具备投资省、发电方式灵活，并且还能够与环境兼容等优势，受到了相关人员的高度关注，将其与电网运行进行有效的融合，可大大提升系统经济性、安全性、可靠性与灵活性，从而更好的满足电网可持续发展需求，在很大程度上降低环保的压力。

1.2 分布式发电优势

分布式电源一般需要接入中压或是低压配电系统，并且还会大大影响到配电系统的日常运行与发展。对于传统的配电系统，其仅具备分配电能到末端用户的作用，近年来，随着社会与科技的迅速发展，配电系统将成为一种功率交换媒体，即为其能够收集电力，然后将其传送至任何地区，并且还可对其进行合理的、相应的分配。由此可知，配电系统未来将有可能成为一个“电力交换系统”，而不仅为一个“配电系统”。分布式发电具备分散与随机变动等方面特征，但如果需要接入大量的分布式电源，将会对配电系统运行的安全性与稳定性造成巨大的影响。通常情况下，分布式发电系统可由不同电厂构成，各电厂采用不同的一次电源。分布式电厂一般能够依据发电设备自身的发电能力或是依据其在整体电网中所在的位置进行分类。所谓分布式发电系统，其主要是指所有不与国家电网直接连接的，并且不通过中央配电系统配送的，不经过电网调频的发电系统，由此可知，输电网主要功能在于连接发电厂与配电系统。传统的配电系统分析方式主要有潮流计算、状态估计可靠性评估等，这些分析方式都会在不同程度上受到分布式发电的影响，需要不断改进与完善。此外，集中式电网无法对电力负荷变形情况进行跟踪，此情况下，分布式发电受到了人们的广泛关注。

2 分布式发电对配电网继电保护的影响

2.1 对故障电流的影响

通常情况下，向配电网中引入分布式发现系统，会对到期故障电流造成一定的影响。当继电保护系统确定故障电流时，也会受到一定的影响。此情况下，为了确保继电保护系统自身效果的充分发挥，应当选用串联电抗模型，并将其作为分布式发电模型进行相关操作，可在电力系统出现故障问题时，产生与电源一样的电流，之后，系统就可依据分布式发电系统间的差异，明确不同的抗电值。所以，分布式发电在故障电流注入能力方面具备不同的表现形式。

2.2 对三段式电流保护的影响

（1）影响电路保护动作敏感度，如果遇到了特殊的情况，还可能导致保护动作拒绝动作现象的出现，从而无法实现充分发挥继电保护作用的目的，具体情况如图 1 所示。在图 1中，如果要将分布式发电加入 BC 中间，就会将 BC 分为两段，之后，如果 D1 部位发生故障问题，故障点电流由系统自身与分布式发电共同供应，此情况下，三段式电流保护仅仅接收系统故障电流，极有可能导致保护动作灵敏度发生大幅降低的情况。

图1 引入 DG 后的 10kV 配电网

（2）无法确保电路保护准确性。由图 1 可以发现，若是系统 D2 部位出现了故障，应由 AB 线路上的 R1 发出保护动作，通过此种方式，不会影响到其他线路的正常运行，有效避免了其他部位保护动作的形成与发出。但若是故障部位的电流是通过系统与分布式发电共同

提供的，当发生故障问题时，R2就只能够接收来自分布式发电的电流，接收的电流非常大，极容易导致较大短路电流的出现，与原来的故障保护速断相比较可以发现，其电量相对较大，极容易引发 R2 错误动作。

（3）引发相邻电路保护动作失误故障，如果发生此类情况，则保护动作的选择性、准确性就无法得到有效的保障。由图 1 可知，如果 D3 处发生了故障，则其所接受的电流通常为配电系统与分布式发电同时提供，所以，该部位感受到的电流远超过超过配电系统供电量。如果终端线是故障线路，相邻的故障线路保护故障电流会发生突然增大的现象，进而导致系统保护动作定值发生改变。一旦发生此类故障，则故障电流就无法感受到相邻的接线接口的保护，最终无法确保保护动作可选择性。

2.3对熔断器保护的影响

通过相关实践经验与结果可知，若是线路电流大于线路自身可承受最大值，熔断器的溶体极容易被熔断，进而导致故障被切断，为系统稳定性提供保护作用。在电网运行过程中，主要在配电变压器高压侧处进行熔断器的布设操作，或是在电路分支处进行熔断器的设置，具体情况如图 2 所示。

图2 10kV 配电网络模型

通过图2 可以发现，如果将 F5、F6 这两个熔断器配合使用，能够为电路的顺利运行提供保障。但是，如果电路末端处的任意点出现故障问题，则通过 F5、F6 这两个熔断器的电流就是一样的。通过对其进行详细的观察与分析可以发现，F5熔断器的实际熔断时间要比F6 长，也就是当 F6 熔断器没有做出相关动作时，F5 熔断器就已经结束了所有的熔断操作，进而对故障进行全面的隔离。其他路线上的熔断器也是按照上述原理进行相关操作的。

图3 引入 DG 后的熔断器的配合

此外，若是在线路中引入一个分布式发电系统，具体如图3 所示。此种电路的布设与在配电网中设置一个点源网络相同，如果电路中的任意一点或是支路发生故障，经过 F2、F3的短路电流是相同的，F2 的熔断时间要比 F3 短，如果 F2 处出现故障，F3 会比 F2 先完成熔断动作。

3 结语

综上所述，就目前情况来看，分布式发电是一种新型的、高效的、清洁的发电模式，在电力系统中具有良好的应用前景。但在配电网中引入大量的分布式电源，将会严重影响到配电网自身的结构、配电网短路电流大小以及配电网的分布情况，从而限制配电网的继电保护作用。针对此，为了有效改善配电网的可靠供电与供电质量，必须对分布式发电给配电网继电保护与动作的影响进行深入的分析探讨。参考文献

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