分布式電源對配電網繼電保護的影響及評估方法

袁偉譯 張秋月 胡萍

摘 要：隨著人們對環境保護問題的重視程度越來越高，分布式發電技術應運而生，分布式電源成為電力系統中的重要組成部分。當配電網中加入了分布式電源之后，配電網內部的各個線路以及母線的短路電流也會隨之變化，進而會影響整個配電網的正常運行。因此，要分析分布式電源對配電網繼電保護產生的影響，以及科學的評估這些影響，以此采取具有針對性的措施對維護分布式電源下配電網繼電保護的正常、穩定運行。

關鍵詞：分布式電源；配電網；繼電保護；影響和評估

分布式發電技術是在大力提倡可再生能源的開發利用背景下發展起來的，當分布式電源接入到配電網中，當發生故障的時候會對故障點產生故障電流，進而影響到整個配電網故障電流的水平，對整個配電網的運行會產生一定的影響。探究和分析配電網繼電保護的受分布式電源的影響以及影響評估的方法，能夠對現實中分布式電源對配電網的影響有著更加準確的把握，進而能夠采取針對性的措施確保配電網的正常穩定運行。

1 分布式電源短路電流的特征

要對配電網繼電保護受到分布式電源的影響，首先就要明確分布式電源短路電流的主要特征。根據分布式電源故障電流的輸出特征，結合同步發電機、異步發電機、雙饋發電機和逆變器四種不同的分布式電源發電機類型，分布式電源短路電流主要表現為除了逆變器以外，其余三種分布式電源發電機的短路電流會隨著輸出時間產生較大的變化，在實際的研究過程中，要根據研究對象以及研究的時間針對不同的發電機進行不同的分析和計算。例如在進行瞬時速斷保護動作行為進行分析的時候，要對次暫態的短路電流進行考慮，而對定時限速斷進行保護分析的時候，要對暫態短路電流進行考慮等等。

2 分布式電源對配電網繼電保護的影響分析

2.1 線路相間短路影響

當配電網發生線路相間短路的時候，配電網中相鄰的線路或者是母線接入的分布式電源對想發生故障的線路注入短路電流，進而增加出口斷路器的短路電流。通過相關研究發現，接入故障線路的分布式電源對配電網中出線電流產生的影響與分布式電源與故障點之間的距離有關，當故障點與分布式電源之間的距離小于某一個值的時候，分布式電源不會對故障點的電流產生影響，而當兩者之間的距離達到某個值或者是大于某個值的時候，就會對故障點產生影響，會使流過出口斷路器的出現短路電流增加，這個值需要根據配電網的運行電壓和分布式電源的電壓值來確定。

2.2 相鄰線路短路影響

當配電網出現相鄰電路短路的時候，分布式電源會向故障點提供流過出口斷路器的反向短路電流，反向短路電流的最大值是配電網線路中所有分布式電源最大短路電流的總值。當出口斷路器的反向短路電流超過繼電保護裝置的整定值的時候，會產生繼電保護裝置誤動的問題，進而對整個配電網產生影響。

2.3 單相接地故障影響

當配電網中出現單相接地故障的時候，分布式電源同樣會對接地電流產生影響，而且產生影響的大小取決于分布式電源中中性點的接地方式。如果分布式電源的中性點采用了直接接地或者是小電阻接地的方式，當配電網出現單相接地故障的時候，會向出現故障的接地點提供故障電流，產生的影響與相間短路電流類似。當分布式電源的中性點沒有接地的時候，當配電網中發生單相接地故障的時候，分布式電源不會向其提供電流，也就是不會對其產生影響。

2.4 自動重合閘影響

當配電網中的出口斷路器出現跳閘的現象之后，分布式電源仍然可能向故障點輸送電流，在這種情況下，會對故障電弧的熄滅產生影響，進而降低自動重合閘的成功率，產生自動重合閘故障。如果已經發生了自動重合閘，分布式電源仍然沒有解列，那么會產生非同期合閘的問題，進而引發沖擊電流對已經自動重合閘產生影響，對分布式電源產生不利影響。

3 分布式電源對配電網繼電保護影響的評估方法和等級劃分

配電網繼電保護受到分布式電源的影響評估需要根據實際的電源參數和配電網相關參數進行，按照相應的計算模式對利用計算機對故障影響進行分析和計算。分布式電源對配電網繼電保護的影響評估是一項費時、費力的復雜工作。在實際評估過程中，可以根據配電網中的相關線路配置參數以及分布式電源短路電流受分布式電源的影響極限值進行分析和計算，進而對配電網繼電保護的影響進行評估。首先，要對沒有接入分布式電源的配電網線路末端的最小短路電流進行計算。需要注意的是，根據相關參數利用公式計算出來的最小短路電流是在理想條件下進行的數值計算，在實際的運行過程中，配電網線路中末端最小短路電流肯定會大于這個數值。其次，根據相關公式對分布式電源的影響程度進行計算，這里需要借助到相關的計算機。最終按照相應的等級劃分對配電網繼電保護受分布式電源的影響程度進行評估，評估分為3個等級，首先是Ⅲ級影響，這是指分布式電源提供的短路電流不會對配電網的繼電保護產生實質性的影響，換句話說，就是提供的短路電流很小，不需要對現有的繼電保護進行調整。其次是Ⅱ級影響，是指分布式電源會對配電網中的繼電保護產生一定的影響，會出現失去保護和誤動的情況，這是需要對現有的保護定值進行相應的調整。最后是Ⅰ級影響，是指分布式電源產生的故障電流較大，會配電網中的繼電保護裝置性能產生了嚴重影響，需要在配電網中加裝新的繼電保護裝置以確保配電網的正常運行。

4 結語

分布式電源接入配電網中雖然會帶來配電網的綠色節能運行，但是同樣也會對配電網繼電保護裝置以及繼電保護裝置的動作功能產生一定的影響。在實際運行過程中，要根據分布式電源的電壓和電流參數、配電網繼電保護設置的相關參數以及分布式電源對繼電保護裝置產生的影響進行有效地分析，科學的評估產生影響的等級，進而采取針對性的措施解決問題，確保配電網繼電保護的安全、正常、穩定運行。

參考文獻

[1]徐丙垠，張海臺，咸日常.分布式電源對配電網繼電保護的影響及評估方法[J].電力建設，2015，（1）：1.

（作者單位：國網四川省電力公司瀘州供電公司）