淺談分布式發電對配電網繼電保護的影響

梅一峰

摘 要：隨著新能源技術的進步以及優惠政策的出臺，分布式發電設備的應用越來越廣泛。分布式發電讓大自然中源源不斷的風能、光能、水能、生物質能等可再生能源轉化為安全清潔高效的電能，降低了對總量不斷減少中的傳統石化能源的依賴。分布式發電的接入點分布于配電網的各個節點，文章通過分布式發電對配網主饋線和分支路線的影響進行分析，主要闡述了分布式發電對配電網繼電保護的影響，并提出了相應的解決方案。

關鍵詞：分布式發電；配電網；繼電保護

分布式發電是一種可靠、實用的發電單元，發電功率從千瓦級到兆瓦級，是設置在用電用戶周圍的便捷式發電裝置。目前，分散的電力能源接入配電網的數量正大規模增長。但是隨著分布式電源的不斷增加，對于配電網繼電保護的影響也在不斷的增加，因此，電力企業應加強分布式電源安全接入的管理，將分布式發電對配電網繼電保護的影響降到最低，在充分發揮分布式發電的價值和優勢的同時，保障電網安全穩定，保障電能質量和供電可靠性。

1 分布式發電的特點

1.1 分布式發電的定義

傳統的發電形式，是將所有的電能進行集中式的管理和分配，如今的分布式發電通常采用天然的能源，發電容量較小，接入電壓等級10kV（20kV）及以下，設置在用戶的周圍進行分散式的發電。其本身的繼電保護裝置采用自動化的保護方式，阻止高于標準值的電流通過，防止其產生故障。分布式發電不僅安全實用，同時也符合了國家節能減排環保的發展策略，利用所有的能源進行發電，由強大的電網進行電能分配，多余的電能也不會被浪費，不斷提高總體的能效。

1.2 分布式發電的特點

分布式發電設備是分散接入到配電網系統中的，不同于原有的電源點集中的電能管理方式，同時分布式電源對于配電網的等級有一定要求，常常被接入到中壓的配電網中，將電能能源及時、準確、高效率分配到用戶；但是配電網中的繼電保護系統，缺乏電流方向識別、分析、評估、過載性能以及供電恢復等能力，所以保護可靠工作受到抑制。

2 分布式發電對配電網繼電保護影響

2.1 對配電網主饋線路保護的影響

2.1.1 但是隨著分布式電源的接入，原單純的輻射型、單電源網絡變成了多電源網絡。對于配電網主饋線路繼電保護影響首先體現在多電源上。

（1）當在主饋線上接入分布式電源時，一根主饋線接入的母線與分布式電源之間存在雙向的電源，這樣當母線與分布式電源之間的任何位置出現故障點，就會受到系統供出的故障電流以及分布式電源供出的反向電流，因為繼電保護裝置沒有方向識別的能力，當電流超過標準值時，就會使接入分布式電源的主饋線、母線等繼電保護裝置出現誤動作。

（2）當接入分布式電源的主饋線出現故障，應由該線路的繼電保護裝置進行故障切除，但是對于分布式電源之后的故障，分布式電源也提供故障電流，這樣主饋線出口保護裝置只感受到電源電流，使其保護裝置對于分布式電流接入的該段主饋線的故障識別能力降低，而主饋線上下一階段的繼電保護裝置，會受到分布式電源的分流電流以及系統測電源共同傳來的電流，使其保護大大增加。

（3）當分布式電源接入到主饋線上時，當兩條及以上的配電線路均有分布式電源，當一條主饋線出現故障時，饋線上的電路保護裝置會受到來自另一根主饋線上的分布式電源的電流與系統側電源提供的電流，此時電流值增加，使其該饋線上的保護裝置靈敏度增加，在主饋線上接入分布式電源之前的保護裝置也同樣會受到分布式電源提供的反向電流，當電流增加，也會產生保護裝置的誤導動作。

（4）當分布式電源接入到主饋線上時，發生故障的位置，應當由指定的保護裝置進行故障排除，但是當接入的分布式電流足夠大時，主饋線上的保護裝置會將保護動作延伸，而指定的保護裝置只能進行一個故障排除，當分布式電源的電流增加，容量增加使其超過了標準值，那么就會造成多個保護裝置同時對一個故障點進行的故障切除，會在一定程度上造成保護裝置的選擇能力混亂。

2.1.2 對于自動重合閘的影響。配電網的電源是放射性的形式，一旦出現故障，配電網會對故障電源進行第一時間保護，這是對于配電網，不會產生任何的障礙，可是當分布式電源接入時，電源線路的故障會產生電力孤島的現象，給自動重合閘產生不小的影響；當自動重合閘處于工作狀態時，分布式電源的轉速會發生一系列的變化，電力孤島不會與系統電源同步運行；電力孤島與主電源之間相差的角度，如果超出規定，那么會對于非同期的重合閘有一定的沖擊作用，破壞配電網內部結構的穩定；當系統電源跳閘后，分布式電源還是會進行提供電流，但當重合閘工作時，出現故障的線路會因為受到分布式電源所提供的電流的影響，導致其電弧出現復燃的情況，局部加熱導致外部的絕緣材料出現破壞的現象。

2.2 對配電網分支線路保護的影響

2.2.1 隨著電網保護的不斷發展，如熔斷器的使用，起到了很好的保護作用；熔斷器是在當配電網線路中的負荷電流，高于標準值時，熔斷器會憑借自身的優勢，產生足夠的熱功率，將熔體發生熔斷的情況，從而使其電路斷開，阻止電流的流通，也是一種常用的短路的電流保護裝置；經常被用于配電網分支線路的保護，控制分支路線中出現高出標準值的電流；工作的原理是當分支線路中出現高于標準值的電流時，高出標準值的電流在通過熔體時，產生的熱功率會及時將熔體熔斷，快速的將故障點進行確定。

2.2.2 當在配電網的分支線路上接入分布式電流時，分布式電流和系統側電源會同時向分支線路提供電流，電流會高于標準值，應當將分支線路中的熔體進行熔斷，但是因為熔斷器會進行選擇性的熔斷，故障點出現在上下級的的分支線路中，就會破壞熔斷器的保護性能；同時分布式電源的引入，會時常提供反向的電流，給熔斷器的電流方向識別產生困擾，使其故障機率增大。

3 結束語

綜上所述，分布式發電是能源利用技術進步的標志，其與配電網的連接，對配電網的繼電保護裝置造成不小的影響，使其主饋線出現保護誤動、拒動、饋線的保護性能下降或提升、保護范圍不確定以及出現保護混亂的情況，對于自動重合閘也產生不小的影響，對此通常需采用在分布式電源與電網連接處設置安全自動裝置的方法，當該處安全自動裝置檢測到電壓、頻率異常時首先自動切斷與系統的聯系，這樣保障系統按設定的故障動作級次正常動作。當電壓、頻率恢復正常時正自動恢復與系統的連接并正常發電。系統的備自投裝置、自動重合閘裝置以及保護裝置均需校驗其保護范圍及動作次序，保障配電網系統正常運行。

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