分布式電源對(duì)配網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

易世平

摘要 本文首先對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的基本要求進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，其次詳細(xì)研究了分布式電源對(duì)于繼電保護(hù)方面所產(chǎn)生的影響，同時(shí)，針對(duì)這些影響提出了一些相應(yīng)改進(jìn)措施，希望能給有關(guān)企業(yè)和配電網(wǎng)運(yùn)行管理部門(mén)以幫助和參考。

[關(guān)鍵詞]分布式電源 繼電保護(hù) 重合閘

當(dāng)前階段，分布式電源主要應(yīng)用在配電網(wǎng)中，能夠十分有效地提高供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，與此同時(shí)也能使配電網(wǎng)變?yōu)辄c(diǎn)狀電源結(jié)構(gòu)，直接與用戶連接。在電網(wǎng)中大規(guī)模應(yīng)用分布式電源，必然會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，本文對(duì)分布式電源的影響進(jìn)行了深入的研究和分析，并且提出了有針對(duì)性的解決方案和措施。

1 配電網(wǎng)繼電保護(hù)的基本要求

對(duì)于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)，以下幾點(diǎn)基本要求互相協(xié)調(diào)，互相制約，是整個(gè)電力系統(tǒng)能夠在不同的環(huán)境下正常運(yùn)行：

1.1 選擇性

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只需要將故障元件從電力系統(tǒng)中排除出去，這樣做可以保證停電的范圍盡量控制在最小的范圍內(nèi)，其他的部分選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，其他的部分仍然能夠正常運(yùn)行。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是較為簡(jiǎn)單并且節(jié)省人力物力，通常情況下會(huì)被優(yōu)先采用。

1.2 快速性

為了能夠保證用戶在降低電壓的情況下的時(shí)間盡可能短，并且降低故障部位的損壞程度，使受到影響的人群盡可能少，排除故障是應(yīng)該做到盡可能地迅速、準(zhǔn)確。

1.3 靈敏性

靈敏性是對(duì)保護(hù)裝置的要求，當(dāng)其所保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)短路時(shí)，不管短路點(diǎn)的形式、位置或者是系統(tǒng)的運(yùn)行方式如何，保護(hù)裝置都能夠靈活反應(yīng)，快速應(yīng)對(duì)。

1.4 可靠性

可靠性主要分為兩方面，一是在保護(hù)區(qū)發(fā)生故障時(shí)，能夠按規(guī)定采取保護(hù)措施，二是在保護(hù)區(qū)沒(méi)有發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)誤判和誤動(dòng)作的情況。

2 分布式電源對(duì)繼電保護(hù)帶來(lái)的影響

以往的配電網(wǎng)構(gòu)造特點(diǎn)大多為放射性以及單電源性，配電網(wǎng)構(gòu)造簡(jiǎn)單也方便后期的檢修與維護(hù)工作，若配電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)榧釉O(shè)了繼電保護(hù)裝置，也可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)有效的處理。但是在接入分布式電源之后，原本的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)變化，在一定程度上影響了繼電保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，詳細(xì)來(lái)說(shuō)，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 給電流保護(hù)帶來(lái)的影響

將分布式電流接入到配電網(wǎng)之后，供電系統(tǒng)傳統(tǒng)單電源供電方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N電源共同供電。若在母線的尾部產(chǎn)生一定的問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致原有的配電網(wǎng)以及分布式電源都會(huì)出現(xiàn)短路狀況。然而此刻，為了確保配電網(wǎng)的安全，繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)切斷故障處的電源。但在原有的配電網(wǎng)中會(huì)聚集大量的短路電流，這時(shí)容易進(jìn)入電網(wǎng)，損毀設(shè)備，時(shí)系統(tǒng)的電壓降低，電機(jī)低電壓時(shí)發(fā)生跳閘現(xiàn)象，引發(fā)停電，并且也會(huì)對(duì)其余運(yùn)行裝置的正常使用帶來(lái)不同程度的影響，增加問(wèn)題帶來(lái)的損失。若在母線的中部出現(xiàn)一些故障，那么分布式電源以及原配電網(wǎng)都不會(huì)出現(xiàn)顯著特征，但和原配電網(wǎng)的電源相比，分布式電源的電壓相對(duì)較小，一旦處于長(zhǎng)期供電狀態(tài)，就會(huì)造成整個(gè)線路的電壓急劇下降，從而使配電網(wǎng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)部分崩塌狀況，更有甚者會(huì)使整個(gè)配電網(wǎng)徹底喪失供電能力。

2.2 繼電保護(hù)拒動(dòng)以及誤動(dòng)

在現(xiàn)有的配電網(wǎng)中，電力系統(tǒng)中電流的方向是單向的，因此一旦配電網(wǎng)出現(xiàn)異常，那么就會(huì)使故障電流流經(jīng)配電網(wǎng)電源。而在接入分布式電源后，一旦出現(xiàn)異常，則會(huì)使線路中形成一定的附加電流，其會(huì)嚴(yán)重影響繼電保護(hù)裝置判斷的精確性，從而使其在正常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)拒動(dòng)或者誤動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)，使其保護(hù)作用得不到充分發(fā)揮。而通過(guò)計(jì)算我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)的可靠性以及靈敏度都得到了提高。

2.3 使保護(hù)選擇性發(fā)生變化

以往的配電網(wǎng)供電的電源都是單側(cè)電源，所以導(dǎo)致加設(shè)的繼電保護(hù)裝置缺乏一定的目標(biāo)性。若在配電網(wǎng)中接入分布式電源，就會(huì)使整個(gè)配電網(wǎng)中的電源數(shù)目激增，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)使繼電保護(hù)裝置不能進(jìn)行針對(duì)性的保護(hù)，使其選擇保護(hù)性喪失，進(jìn)而出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。

2.4 重合閘失敗

以往配電網(wǎng)的構(gòu)造多呈放射性，供電電源多為單側(cè)電源，一旦電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障切除電源后，三相一次重合閘可以實(shí)時(shí)閉合，在此階段不會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的影響，保證了電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性以及可靠性。然而，在接入分布式電源之后，系統(tǒng)供電電源由電測(cè)電源轉(zhuǎn)變?yōu)槎囗?xiàng)電源，使重合閘的難度增加，嚴(yán)重的情況，會(huì)導(dǎo)致重合閘失敗。其主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

2.4.1 故障點(diǎn)出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象

當(dāng)在配電網(wǎng)中接入分布式電源之后，繼電保護(hù)裝置只會(huì)自動(dòng)將故障點(diǎn)以及主電源隔離開(kāi)，分布式電源保持持續(xù)供電狀態(tài)，長(zhǎng)此以往就是故障點(diǎn)出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，如果沒(méi)有得到及時(shí)有效的處理，可能使原本小的故障轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊收?，甚至變?yōu)橛谰霉收稀?/p>

2.4.2 分布式電源產(chǎn)生“孤島”現(xiàn)象

當(dāng)配網(wǎng)接入分布式電源之后，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，繼電保護(hù)裝置只會(huì)自動(dòng)將故障點(diǎn)以及主電源隔離開(kāi)，并不可以對(duì)分布式電源與配電網(wǎng)實(shí)施有效地隔離，后者一直處于供電狀態(tài)，從而出現(xiàn)“孤島”現(xiàn)象，給重合閘的工作加大了難度。

3 分布式電源接入對(duì)繼電保護(hù)影響的防范合理措施

為了盡可能降低分布式電源接入配電網(wǎng)中給整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，一般可以從下面三個(gè)方面著手：

（1）以分布式電源為界，對(duì)下游電路來(lái)說(shuō)，可以將方向性元件配置在其兩側(cè)，將斷路器陪吃在保護(hù)對(duì)側(cè)。如果某部分線路的功率注入相反方向，就可以判定此處發(fā)生故障。對(duì)下游線路來(lái)說(shuō)，可以將其作為輔助電源，在每段線路中重新設(shè)置三段式電流保護(hù)。

（2）對(duì)故障限流器進(jìn)行相應(yīng)的配置。在電力網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的時(shí)候，其阻抗一般為零，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，那么就會(huì)大幅增加電力網(wǎng)絡(luò)中的電流，此刻阻抗急劇增大。若在此時(shí)能夠在電網(wǎng)中加設(shè)故障限流器，那么就可以大幅降低故障電流，使問(wèn)題得到有效解決。

（3）加設(shè)其他相應(yīng)的保護(hù)措施。在配網(wǎng)中接入分布式電源之后，原配電網(wǎng)中繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能會(huì)產(chǎn)生一定的變化，從而導(dǎo)致故障造成的影響進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，在配電網(wǎng)中除需配置上述相關(guān)設(shè)施外，還需要做好其余保護(hù)措施的配置工作，將分布式電源帶來(lái)的影響盡可能降到最低，從而確保電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐可以證明，當(dāng)分布式電源接入到配電網(wǎng)中后，會(huì)提高能源利用的效率高，并且其具有經(jīng)濟(jì)效益高、污染小的優(yōu)勢(shì)。但是在重視其優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，其負(fù)面影響也不能忽視，相關(guān)的技術(shù)研究人員要不斷進(jìn)行探究和分析，找出分布式電源接入電網(wǎng)后多方面的影響，并且制定出有針對(duì)性的解決措施，降低分布式電源的負(fù)面影響，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

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