含分布式電源的配電網(wǎng)自動重合閘配置方法及協(xié)調(diào)策略淺析

朱燕妮?曹津銘

摘 要 本文對分布式電源（Distributed Generation， DG）接入對重合閘造成的影響進行了相關(guān)研究。在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，重合閘對故障線路進行重合，使得線路恢復(fù)供電，降低損失。含DG的接入使得流過各保護處的故障電流發(fā)生變化，也就會對安裝在各保護處的自動重合閘裝置造成一定的影響，嚴重情況下，甚至?xí)棺詣友b置失去作用。為此，本文提出了一種適應(yīng)DG接入的重合閘配置方案，最大程度上減小DG接入的影響。

關(guān)鍵詞 分布式電源;重合閘;配置方案

引言

根據(jù)電力系統(tǒng)實際運行資料統(tǒng)計，重合閘的成功率一般在60%-90%之間[1]。因此，當(dāng)線路上發(fā)生瞬時性故障時，自動重合閘能有效提高供電安全性和可靠性，減少停電損失。若為永久性故障，則保護再次動作跳開故障線路，重合閘不再動作。但是，配電網(wǎng)中廣泛采用的自動重合閘裝置，在合閘之前并不能判斷故障性質(zhì)，只是簡單的經(jīng)過固定的延時將斷路器重合，這種簡單的重合原理有盲目性。顯然，對于瞬時性故障，重合閘可重合成功，對于永久性的故障，此時重合閘不可能成功。當(dāng)斷路器重合失敗時，將對系統(tǒng)和設(shè)備產(chǎn)生的危害有：①線路在短時間內(nèi)承受兩次故障電流，破壞了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;②對于斷路器來說，要連續(xù)切斷兩次短路電流，會降低斷路器的壽命和開斷能力。

1含逆變型分布式電源的配電網(wǎng)重合閘方案

分布式電源DG（Distributed Generation）的大量接入，單端供電網(wǎng)絡(luò)將逐漸變?yōu)殡p端供電系統(tǒng)或多端供電系統(tǒng)，配電網(wǎng)的潮流方向和電壓分布等發(fā)生改變，這一變化對系統(tǒng)的保護及整定工作帶來了諸多問題：①DG影響了自動重合閘和保護之間的配合;②DG單元可能帶來非同期重合閘和故障電弧的重燃;③反孤島與自動重合閘的關(guān)系;④DG的介入影響了饋線自動裝置之間的配合[2]。同時，還要考慮兩側(cè)電源同步問題，因為非同期重合閘會產(chǎn)生沖擊電流，在此沖擊電流的影響下，線路保護可能發(fā)生誤動作，從而使重合閘失去迅速恢復(fù)瞬時故障的能力。因此，一般通過“檢無壓”閉合系統(tǒng)側(cè)開關(guān)，通過“檢同期”來閉合DG側(cè)開關(guān)。

根據(jù)國家標(biāo)準《分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求（GB/T 33593-2017）》，逆變型分布式電源（inverter-interfaced distributed generation， IIDG）并網(wǎng)點電壓跌落至20%標(biāo)稱電壓時，IIDG應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行625ms。IIDG并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到標(biāo)稱電壓的90%時，IIDG應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行。IIDG按其接入的電壓等級0.38kV、10～35kV、110kV可分為小型、中型、大型電站。

1.1 35kV以下線路重合閘配置

35kV以下線路重合閘裝置通常配置在變電站出口斷路器處，且采用重合閘前加速與三段式電流保護配合。線路發(fā)生故障時，系統(tǒng)側(cè)斷路器保護加速跳閘，但由于IIDG的低電壓穿越功能使得IIDG可能仍然向故障點提供電流，這將不利于故障點電弧熄滅。同時，即使強行合閘，非同期合閘造成的沖擊電流可能致使斷路器再次跳開，饋線自動化的動作邏輯被破壞，故障隔離失敗。

由于中小型IIDG一般都不允許孤島運行，其具備快速檢測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力，防孤島保護動作時間不大于2s。因此，IIDG的防孤島保護應(yīng)與配電網(wǎng)側(cè)線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。因此，35kV以以下線路在IIDG接入后，重合閘整定需要采取如下改進措施：

（1）適當(dāng)延長變電站出口斷路器的重合閘動作時間，使得重合閘動作時間與斷路器動作時間之和大于IIDG的反孤島保護的動作時間，以保證斷路器重合時IIDG已從系統(tǒng)切除;

（2）IIDG配置類似遠方跳閘式保護與變電站出線斷路器配合，當(dāng)變電站出線斷路器跳閘時，通過遠動通道傳輸跳閘命令使饋線上的分布式電源全部從電網(wǎng)脫離，保證在重合閘之前IIDG可靠脫網(wǎng)。

1.2 110kV線路重合閘配置

雙電源110kV線路重合閘配置原則一般在大電源側(cè)采用無壓檢定方式重合閘，小電源側(cè)采用同步檢定方式重合閘。大型IIDG接入110kV電網(wǎng)時，對電網(wǎng)線路的重合閘配置無顯著影響，但對于并網(wǎng)線路的重合閘配置需要單獨考慮。

根據(jù)是否允許孤島運行，該并網(wǎng)線路不能簡單套用前述重合閘配置原則。并網(wǎng)線路發(fā)生瞬時性故障，兩側(cè)斷路器跳開后，系統(tǒng)側(cè)斷路器滿足無壓檢定條件重合成功，但IIDG側(cè)如果不允許孤島運行，則無法滿足同期檢定條件，重合失敗。因此，110kV并網(wǎng)線路的重合閘配置需要采取如下調(diào)整：

（1）如果IIDG不允許孤島運行，IIDG側(cè)斷路器重合閘需要在投入同期檢定的同時，并聯(lián)線路有壓母線無壓檢定方式運行;

（2）如果IIDG允許孤島運行，則按一般雙電源110kV線路重合閘配置原則，并設(shè)置解列點。

2本章小結(jié)

DG接入對于重合閘的動作影響主要體現(xiàn)在：即使斷路器能夠可靠分閘，但CB分閘后再重合時，DG仍并網(wǎng)運行，將導(dǎo)致非同期合閘，造成的沖擊電流可能致使CB再次跳開，自動化開關(guān)動作邏輯被破壞，故障隔離失敗。對于就地型饋線自動化而言，DG接入的影響還體現(xiàn)在由于出口斷路器重合閘延時時間不足，導(dǎo)致重合時分布式電源沒有及時脫網(wǎng)，從而對就地型饋線自動化的動作邏輯產(chǎn)生影響。

參考文獻

[1] 曾照新.配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

[2] 林霞，時永，李強，等.基于DG接入的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)保護策略的研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2016，44（13）：137-144.

作者簡介

朱燕妮（1995-），江蘇鎮(zhèn)江;學(xué)歷：本科，現(xiàn)就職單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護。

曹津銘（1995-），江蘇東臺;學(xué)歷：本科，現(xiàn)就職單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江東臺分公司，研究方向：配電自動化。