探討分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

賈云隆

摘 要：近些年，分布式發(fā)電作為一種新型的環(huán)保高能的發(fā)電技術(shù)獲得了較快的發(fā)展。但是分布式發(fā)電系統(tǒng)的大量使用改變了配電網(wǎng)的實(shí)際電流分布情況和繼電保護(hù)裝置的條件，影響了配電網(wǎng)的繼電保護(hù)作用。該文根據(jù)分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響為主要內(nèi)容進(jìn)行探究，介紹了分布式發(fā)電的概念以及其在發(fā)電方面的優(yōu)勢，在接入對配電網(wǎng)繼電保護(hù)方面產(chǎn)生的可能影響，有利于進(jìn)一步推廣分布式發(fā)電的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電 配電網(wǎng) 繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（c）-0037-01

我國面臨著能源緊張和資源日益減少的問題，所以人們越來越重視開發(fā)和利用可再生能源，與之相應(yīng)的分布式發(fā)電技術(shù)由此飛速發(fā)展，由于分布式發(fā)電技術(shù)的使用使得電力系統(tǒng)發(fā)生了重大變化，也影響了電力系統(tǒng)的控制和運(yùn)行。在這一領(lǐng)域中，分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響是其中關(guān)鍵的一環(huán)，所以要保證調(diào)整傳統(tǒng)的配電網(wǎng)的保護(hù)措施才能滿足分布式電源的使用要求，探索分析分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，并對此提出對策，具有重要的實(shí)際意義。

1 分布式發(fā)電的概念

分布式發(fā)電作為一種新興技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的大容量集中式發(fā)電，又稱分布式能源，發(fā)電方式分散且非集中式的。其特點(diǎn)是在用戶附近而且容量一般較小，能源一般采用可再生的能源，例如天然氣、太陽能、生物質(zhì)能、小型風(fēng)力發(fā)電、小型水力發(fā)電等。分布式發(fā)電一般要接入配電網(wǎng)，因而影響到配電網(wǎng)的多方面性能，例如電網(wǎng)的可靠性、短路電流以及繼電保護(hù)等方面。分布式發(fā)電一般采用許多電子裝置，電子裝置的設(shè)計(jì)要保證防止大電流通過。

2 分布式發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)

分布式電源適用于低壓或中壓的配電網(wǎng)，且還會(huì)影響到配電系統(tǒng)的使用。以前的配電系統(tǒng)只有對用戶分配電量的作用，而新型的配電系統(tǒng)則具有功率交換的功能，具體就是將收集起來的電力進(jìn)行傳輸送至別的地方，且分配至用戶。所以其未來不僅僅是簡單的配電系統(tǒng)更具備電力交換的功能。分布式發(fā)電特點(diǎn)是分散性、隨機(jī)性。電網(wǎng)里接入較多的分布式電源將會(huì)影響配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行情況。從電網(wǎng)保護(hù)方面入手，這種系統(tǒng)缺乏一定的過載能力。一旦分布式發(fā)電接入電網(wǎng)中，引起電網(wǎng)特性會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，另外分布式發(fā)電所具備的電子裝置也會(huì)影響到電網(wǎng)原有的繼電保護(hù)功能的發(fā)揮。有人提出了一種自動(dòng)裝置配置方案用于分布式電源并網(wǎng)時(shí)的保護(hù)作用，用允許式方向縱聯(lián)保護(hù)方式來代替配電網(wǎng)原有的距離保護(hù)，使并網(wǎng)變電站的供電變得更加可靠。分布式電源注入的容量問題要從保護(hù)供電可靠性方面出發(fā)，要研究確定分布式電源注入容量水平的基本條件。主從式區(qū)域縱聯(lián)保護(hù)方案可以用來解決高滲透率的配電網(wǎng)繼電保護(hù)問題，這種方法是基于縱聯(lián)比較保護(hù)原理，以通信為基礎(chǔ)，用來保護(hù)配電變電站。

3 分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

隨著我國逐步建立起來公平競爭的電力市場，可以預(yù)見分布式發(fā)電將在未來占據(jù)越來越多的市場份額，并結(jié)合現(xiàn)有的電力系統(tǒng)，形成整體高效靈活的電力系統(tǒng)，對于提高社會(huì)的利用能源效率以及增強(qiáng)整個(gè)供電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性具有重要的實(shí)際意義。分布式發(fā)電接入到電網(wǎng)中將大大的影響到當(dāng)前的配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以及配電網(wǎng)中電流保護(hù)的作用，而且還會(huì)對熔斷器、自動(dòng)重合閘的保護(hù)作用產(chǎn)生影響，從而影響到整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行和控制。

3.1 對兩段式電流保護(hù)的影響

分布式發(fā)電系統(tǒng)接入到配電網(wǎng)中后，一旦故障發(fā)生，配電網(wǎng)中的故障引起到電流的大小和分布會(huì)發(fā)生明顯的不同，這對配電網(wǎng)原有的繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行將產(chǎn)生較大的影響。安裝分布式電源的配電網(wǎng)如果出現(xiàn)故障，基于分布式電源能夠助增或分流電流，會(huì)引起故障電流經(jīng)過保護(hù)裝置時(shí)出現(xiàn)增大或者減小，這將一定程度改變保護(hù)范圍及靈敏度，使得各個(gè)保護(hù)裝置的配合出現(xiàn)問題。例如將分布式發(fā)電接入到10kV的配電網(wǎng)中，并且將10kV變電站的電網(wǎng)設(shè)定為一個(gè)電壓源，依據(jù)這個(gè)設(shè)定的條件來對分布式發(fā)電對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響進(jìn)行分析，分布式發(fā)電一旦接入到10kV配電網(wǎng)，配電網(wǎng)將會(huì)從傳統(tǒng)的單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)變成雙側(cè)電源以及多側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，從而使得故障電流的大小、方向和持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化。

3.2 對自動(dòng)重合閘的影響

依據(jù)相關(guān)的理論，瞬時(shí)性故障在配電網(wǎng)發(fā)生的故障中一般占比例高達(dá)80%，由于自動(dòng)重合閘的使用，可以明顯提高系統(tǒng)供電的可靠性以及減少線路停電次數(shù)，尤其對單側(cè)電源供電的單回線路具有更好的工作效果，所以在配電網(wǎng)中，自動(dòng)重合閘得到廣泛的應(yīng)用，使得故障線路能夠自主恢復(fù)正常供電，更能夠很好地提高電網(wǎng)的可靠性。配電網(wǎng)中接入分布式電源之后，一旦線路出現(xiàn)瞬時(shí)性故障，分布式電源在故障后可能沒有脫離線路，而是持續(xù)輸送電流到故障點(diǎn)，如此會(huì)引起故障點(diǎn)出現(xiàn)電弧，使得自動(dòng)重合閘的作用失敗。另外，出現(xiàn)故障會(huì)引起電力的孤島和電網(wǎng)之間不能同步性，這種情況一旦出現(xiàn)，非同期重合閘就會(huì)出現(xiàn)沖擊電流或電壓，這是要在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中盡量避免的。由于分布式電源接入會(huì)引起故障點(diǎn)的持續(xù)電弧等隱患，因此要在分布式電源的側(cè)裝備自動(dòng)解列裝置，重合閘發(fā)生動(dòng)作之前會(huì)將分布式電源從故障線路切除，同時(shí)重合閘的動(dòng)作時(shí)限可以適當(dāng)延長從而避免故障點(diǎn)持續(xù)電弧，以避免對系統(tǒng)造成太大的沖擊。

3.3 對熔斷器保護(hù)的影響

若分布式電源接入分支線則會(huì)導(dǎo)致熔斷器的保護(hù)作用受到限制。在某段線路接入分布式電源，一旦某點(diǎn)出現(xiàn)故障，接入分布式電源將影響到熔斷器的保護(hù)作用，造成兩方面的威脅。一方面分布式電源以及系統(tǒng)側(cè)電源都會(huì)出現(xiàn)故障電流輸送到故障點(diǎn)，一旦電流值過大將使得線路的上級(jí)以及下級(jí)出現(xiàn)同時(shí)損壞或熔斷的可能，但是按照電力保護(hù)原則的要求，熔斷器不能受到影響，所以，分布式電源的接入使得熔斷器保護(hù)的配合關(guān)系破壞。從另一方面來講通向故障點(diǎn)傳送一定的反向故障電流，基于熔斷器不能判別方向的原因，若容量足夠大會(huì)使得反向的故障電流變得很大，導(dǎo)致熔斷器發(fā)生損壞。

4 結(jié)語

分布式發(fā)電是當(dāng)前出現(xiàn)的一種新型的高效、清潔的發(fā)電方式，可以預(yù)見一定會(huì)廣泛運(yùn)用到未來的電力系統(tǒng)中。但是較多的分布式電源引入配電網(wǎng)將會(huì)對配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和配電網(wǎng)短路電流的大小以及分布產(chǎn)生嚴(yán)重影響，限制了配電網(wǎng)的繼電保護(hù)作用。為了改善配電網(wǎng)的可靠供電以及供電的質(zhì)量，所以對分布式發(fā)電對給配電網(wǎng)繼電保護(hù)和動(dòng)作的影響進(jìn)行探索具有重要的實(shí)際意義。

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