芻議分布式電源對(duì)配網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

摘要：分布式電源是指一種新型的電力電源技術(shù)，其出現(xiàn)與發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的必然產(chǎn)物。文章介紹了當(dāng)分布式電源接入到配電網(wǎng)中，會(huì)很大程度上使配電網(wǎng)的故障電流大小和方向發(fā)生改變，必然會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的繼電網(wǎng)保護(hù)帶來(lái)不利的影響。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；可再生能源；電力電源技術(shù)；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.072

1 分布式電源

所謂的分布式電源就是指一種新型的電力電源技術(shù)，其出現(xiàn)與發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的必然產(chǎn)物。電源通常情況下都可以有效地利用太陽(yáng)能、天然氣、沼氣、水能等清潔能源進(jìn)行發(fā)電。分布式電源還有一種作用就是可以將一些其他的系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢能加以利用，并轉(zhuǎn)化為熱能和電能。同樣，分布式電源具有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、安全可靠、可靠性強(qiáng)等。電力系統(tǒng)的健康發(fā)展在很大程度上依靠分布式電源，原因是，在大部分情況下，城市中多安裝分布式電源，因此天然氣和柴油被廣泛地運(yùn)用在分布式電源中。

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人類(lèi)文明的不斷提高，人們對(duì)能源的需求也越來(lái)越大，進(jìn)而導(dǎo)致了能源也變得緊缺起來(lái)，因此每個(gè)國(guó)家都在盡最大的努力積極研究新的能源。就是由于這個(gè)原因，從而推動(dòng)了分布式電源的發(fā)展。在我們國(guó)家，現(xiàn)在配電網(wǎng)中最常用的就是分布式電源，但是如果將分布式電源運(yùn)用進(jìn)配電網(wǎng)中，就會(huì)使配電網(wǎng)中的繼電保護(hù)受到嚴(yán)重的威脅。它會(huì)造成供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)而使繼電網(wǎng)的繼電保護(hù)失效等，因此我們必須要仔細(xì)地研究關(guān)于分布式電源對(duì)配電繼電網(wǎng)保護(hù)的不良影響。

2 未裝設(shè)分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護(hù)

目前，在我國(guó)，繼電網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常都是輻射性網(wǎng)絡(luò)和單側(cè)電源，一般也會(huì)在接近母線的饋線處安裝繼電保護(hù)裝置，并且設(shè)置限時(shí)電流速斷以及定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置，同時(shí)還有電流速斷保護(hù)。但是這些都不是全程電纜線路，通常情況下，也要安裝一個(gè)三相一次重合裝置，此裝置最大的作用就是，如果配電網(wǎng)線路出現(xiàn)了故障，這個(gè)裝置可以迅速恢復(fù)線路的供電情況，這樣就可以在很大程度上確保配電網(wǎng)供電和可靠性和安全性，通過(guò)這樣的方式來(lái)確保百姓可以順利地生活。電流速斷保護(hù)的含義就是：如果是配電網(wǎng)突然發(fā)生短路問(wèn)題，并且短路的電流比整定值大的時(shí)候，此時(shí)這個(gè)保護(hù)裝置就可以立刻動(dòng)作，將電路斷了，并且機(jī)器跳閘。雖然大家都認(rèn)為電流速斷保護(hù)的效果非常讓人滿意，但是其依舊存在很多缺點(diǎn)，無(wú)其是不可以保護(hù)線路的全部長(zhǎng)度，這樣就會(huì)殘留一些保護(hù)的死點(diǎn)。但是，對(duì)于電流速斷保護(hù)來(lái)說(shuō)，它可以根據(jù)行程的長(zhǎng)度或者是下一回的15%，利用最少的時(shí)間，快速地切除全程范圍的故障保護(hù)，并且可以視其為電流速斷保護(hù)的備用，還有就是定時(shí)限過(guò)的電流保護(hù)既可以保護(hù)線路的全長(zhǎng)，還可以確保下一回電路的

全長(zhǎng)。

3 影響分析

當(dāng)分布式電源被接入到配電網(wǎng)中后，相對(duì)應(yīng)的配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生與之相對(duì)應(yīng)的變化。如果是分布式電源被接入到不同的位置后，那么就會(huì)帶來(lái)不同程度的故障電流，如此下去，就會(huì)對(duì)繼電保護(hù)帶來(lái)不利的影響。因此，我們要按照分布式電源接入的位置不同對(duì)而對(duì)分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響進(jìn)行分析。

3.1 分布式電源接至配網(wǎng)饋線尾部

當(dāng)配電網(wǎng)饋線的末端接入分布式電源之后，在各個(gè)不同的供電區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生不同的短路故障。

圖1 配電網(wǎng)饋線末端接有分布式電源分析圖

第一，如果是d1發(fā)生短路故障，保護(hù)1就會(huì)快速動(dòng)作，但是保護(hù)1和保護(hù)4的整定值不會(huì)因?yàn)榉植际诫娫炊艿饺魏蔚挠绊?，同時(shí)保護(hù)2和保護(hù)3這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)分布式電源的反向的故障電流，假如說(shuō)反向的故障電流非常大，那么這個(gè)時(shí)候，保護(hù)3就會(huì)檢測(cè)到超過(guò)保護(hù)3的整定值電流，此時(shí)就比較容易導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作的發(fā)生。因此這個(gè)時(shí)候，就要快速地在保護(hù)2和保護(hù)3上安裝方向元件，但是分布式電源依舊要不斷提供負(fù)荷供電給B母線，所以這個(gè)時(shí)候就需要在AB線上的某一段緊靠B線的地方安裝方向元件保護(hù)裝置，這樣一來(lái)，當(dāng)d1出現(xiàn)短路故障時(shí)，電路系統(tǒng)上的每一個(gè)裝置都會(huì)迅速動(dòng)作，從而有效地實(shí)現(xiàn)供電的安全可靠性。

第二，如果是d2發(fā)生短路故障時(shí)，此時(shí)的保護(hù)2就會(huì)快速并且正確動(dòng)作，但是保護(hù)1、保護(hù)2、保護(hù)3都不會(huì)受到任何的影響。然而此時(shí)的保護(hù)3就會(huì)很快地發(fā)現(xiàn)分布式電源的反向故障電流，同樣的，如果還是檢測(cè)到反向故障電流非常大的話，這個(gè)時(shí)候的保護(hù)3必定會(huì)比它的整定值還要大，這樣就特別容易出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)作，所以所要做的就是在保護(hù)3的位置上安裝方向元件。

第三，如果是d3發(fā)生短路故障的時(shí)候，按照常理來(lái)說(shuō)，只會(huì)有保護(hù)4動(dòng)作進(jìn)行切除，由于此時(shí)配電網(wǎng)中接入了分布式電源，保護(hù)1、保護(hù)2、保護(hù)3就會(huì)流過(guò)這個(gè)供出的反向的故障電流，如果是這樣的話，就會(huì)導(dǎo)致這三個(gè)保護(hù)都出現(xiàn)誤動(dòng)作，進(jìn)而喪失了選擇性。由于根據(jù)三段式電流保護(hù)的特征，我們可以知道，啟動(dòng)電流最小的是保護(hù)1，所以說(shuō)，保護(hù)1就會(huì)更容易出現(xiàn)誤動(dòng)作。

3.2 分布式電源裝至饋線非末端母線上

圖2 配電網(wǎng)饋線非末端某母線帶分布式電源分布示意圖

如圖2所示，若系統(tǒng)未接入分布式電源，會(huì)出現(xiàn)以下三種情況：

第一，若是d1出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，保護(hù)3就能夠自動(dòng)地除去故障，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)故障點(diǎn)的下部并未安裝電源，因此，在實(shí)際操作中所需要斷開(kāi)的線路是AD段；但是如果當(dāng)母線B接入分布式電源后，當(dāng)d1出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，若僅僅保護(hù)3動(dòng)作，分布式電源在很大程度上會(huì)致使BD成為孤島運(yùn)行，在實(shí)際操作中，因?yàn)槲丛谀妇€B與故障點(diǎn)中間裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)，因此分布式電流必然會(huì)為故障點(diǎn)持續(xù)地提供一些短路電流。除此之外，分布式電源的保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)生動(dòng)作，進(jìn)而退到電網(wǎng)之外，因此，應(yīng)該在線路AB段與母線B相鄰的一側(cè)裝設(shè)方向元件以及保護(hù)裝置，從而推動(dòng)方向性電流保護(hù)的構(gòu)建完成。

第二，若是d2出現(xiàn)故障的時(shí)候，分布式電源在很大程度上會(huì)對(duì)保護(hù)2流過(guò)的故障電流具有一定的幫助作用，這時(shí)能夠有效加大保護(hù)的靈敏性，此時(shí)保護(hù)2的電流速斷保護(hù)發(fā)揮的作用范圍就能夠得以大大拓寬，甚至可以將范圍擴(kuò)大至下個(gè)回線路上，此時(shí)，就會(huì)切斷保護(hù)2和保護(hù)3之間的聯(lián)系。除此之外，分布式電源還能夠?qū)ΡＷo(hù)3流過(guò)的短路電流產(chǎn)生一定程度的削弱作用，因此，如若d2出現(xiàn)問(wèn)題，必然會(huì)致使保護(hù)3流過(guò)的電流大大減少，壓縮其保護(hù)的范圍。還有就是，分布式電源會(huì)在一定程度上降低保護(hù)1的靈敏性，這樣就大大縮小了其保護(hù)范圍，此時(shí)，保護(hù)1的限時(shí)電流速斷保護(hù)就無(wú)法為下游臨近的后備保護(hù)裝置提供便利了，所以在這一情況下一定要修改保護(hù)1、2、3的整定值。

第三，如果是d3出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，保護(hù)4并不會(huì)受到分布式電源的影響。通常而言，分布式電源或許會(huì)致使保護(hù)2產(chǎn)生一些誤操作，這樣會(huì)大大降低保護(hù)1的靈敏性。所以在這種情況下必須要對(duì)保護(hù)1、2、3的整定值予以一定的整改。

3.3 分布式電源接入配電網(wǎng)饋線端部時(shí)

經(jīng)過(guò)一系列研究發(fā)現(xiàn)，若分布式電源接入配電網(wǎng)饋線端口時(shí)，這個(gè)時(shí)候的分布式電源僅僅是加大了配電網(wǎng)系統(tǒng)的整個(gè)容量，無(wú)論是哪一部位出現(xiàn)問(wèn)題，4個(gè)保護(hù)裝置都不會(huì)受到分布式電源的影響，因此也就不需要增加方向元件，同樣的也就不需要重新修改整定值。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的需求量持續(xù)不斷地增加，就會(huì)造成能源的緊缺和環(huán)境的污染，正是因?yàn)檫@樣，社會(huì)越來(lái)越關(guān)注環(huán)保和節(jié)能減排。而分布式電源能夠?qū)崿F(xiàn)廢物的重復(fù)利用，是一種環(huán)保而且經(jīng)濟(jì)的能源系統(tǒng)，除此之外，還可以應(yīng)用可再生能源進(jìn)行發(fā)電。雖然分布式電源接入到配電網(wǎng)中可以提高配電網(wǎng)的安全和可靠，然而還是存在一定的不利影響。因此，在相關(guān)人員進(jìn)行分布式電源接入時(shí)，一定要對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)予以適當(dāng)而充分的分析，然后利用不同的措施將那些不利影響消除掉，唯有如此，才能夠有效提高我國(guó)配電網(wǎng)的安全性等。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：楊芬（1972-），供職于國(guó)網(wǎng)江西省電力公司景德鎮(zhèn)供電分公司，國(guó)家電網(wǎng)繼電保護(hù)高級(jí)技師，研究方向：繼電保護(hù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）