分布式電源接入配電網(wǎng)保護方案的研究

肖孝天　楊超

摘 要：分布式發(fā)電（DG）是一種新興的電力電源技術(shù)，它有利用率高、耗損小、環(huán)保、運行靈活，經(jīng)濟性比較好等特點。然而，隨著DG的接入，傳統(tǒng)的單電源輻射網(wǎng)發(fā)展成了多電源環(huán)網(wǎng)，這樣給傳統(tǒng)保護帶來了一些問題，如靈敏度會降低、保護誤動和失靈等。所以，需要改進現(xiàn)有保護方案，進而促進DG發(fā)展。本文對DG接入配電網(wǎng)對保護的影響進行了研究，對現(xiàn)有保護方案進行了研究，進而提出了改進保護方案。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電；配電網(wǎng)；現(xiàn)有保護；改進方案

0 引言

分布式發(fā)電（DG）是一種新興的電力電源技術(shù)，它的出現(xiàn)是我們的可持續(xù)發(fā)展政策與科技技術(shù)進步的結(jié)果。DG的容量較小，容量一般在幾個千瓦到幾兆瓦范圍之間，通常有動力裝置、風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池、燃料電池等。大多數(shù)的DG距離負(fù)載不遠(yuǎn)，這樣減少了傳輸過程中的損耗，方便了用戶，使得供電更可靠，因此具有利用率高、耗損小、環(huán)保、運行靈活，經(jīng)濟性比較好等特點。

1 DG接入對配電網(wǎng)保護的影響

我國的配電網(wǎng)還存在有較多的單輻射型線路，并且它們的保護大多采用三段電流保護：瞬時電流保護、定時限電流速斷保護和過電流保護。因為DG接入，結(jié)構(gòu)和潮流都發(fā)生了變化。發(fā)生故障時的短路情況也會發(fā)生改變。因此亟需研究新的技術(shù)方案解決這些問題。

2 分布式發(fā)電條件下現(xiàn)有保護方案研究

現(xiàn)有保護方案：

2.1 在傳統(tǒng)方法上保護的改進

DG頻繁的投切會影響過電流保護的性能。文章[1]模擬了大量的仿真，得出兩種情況下（投入和退出DG）的短路電流的特性圖，進而提出一種自適應(yīng)的保護方案來分別設(shè)定反時限過電流保護的定值。

2.2 利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)的保護方法

這種方法可以通過建立簡單的模型來模擬人的思維。將這種方法運用到配電網(wǎng)的保護上，可以同步處理大規(guī)模大范圍的配網(wǎng)信息，對部分信息也有較好的魯棒性[2]。

2.3 利用暫態(tài)保護的保護方法

暫態(tài)保護是指利用傳感器接收并處理配網(wǎng)的故障暫態(tài)信息來進行的保護。但是可能會受到傳感器頻寬的限制而得不到關(guān)鍵的信息[3]。

2.4 基于廣域信息的保護方法

這種保護方法是收集開關(guān)處的電氣量或者其它的狀態(tài)量的信息，通過相互交換的方式，對配網(wǎng)中的多點信息充分利用，從而更準(zhǔn)確、可靠地定位故障。

3 對現(xiàn)有饋線保護的改進方案

由于上一章的幾類保護一旦通訊出現(xiàn)問題，保護也將失效。因此，需要研究改進保護方案。

（1）DG的接入后，它與原系統(tǒng)電源之間的各段線路相當(dāng)于雙電源系統(tǒng)。因此，為確保保護的選擇性，需要在這些上游線路兩側(cè)均裝設(shè)方向性的三段式電流保護；由于注入DG的容量不同而使助增電流的大小不定，所以也要考慮DG下游的各線路的保護需要重新進行整定。

（2）需要在DG下游用到前加速重合閘，而Es與DG之間不用裝前加速重合閘。這是由于如果瞬時性故障發(fā)生在DG下游第一條線路上時，會可能因為重合閘的斷開注入的短路電流而擴大停電范圍。

（3）隨著DG頻繁的投切而保護重新整定；或者原保護達(dá)不到快速準(zhǔn)確地切除故障的時候，考慮采用例如光纖縱聯(lián)保護、光纖分相差動保護等這樣的方法。

4 主要結(jié)論

研究了DG接入配網(wǎng)后對原有保護系統(tǒng)的影響，并經(jīng)過分析提出改進的方案。

（1）介紹了DG的技術(shù)及其優(yōu)勢，簡單分析了分布式電源接入對配電系統(tǒng)的影響。

（2）如為判斷DG上游線路兩側(cè)是哪側(cè)出現(xiàn)故障，所以兩側(cè)都要有方向性的保護裝置；為防止擴大供電范圍只在DG下游安裝前加速重合閘裝置等。

參考文獻(xiàn)：

[1]Mesut Baran， Ismail El-Markabi. Adaptive over current protection for distribution feeders with distributed generators. IEEE PES Power Systems Conference and Exposition， New York， America， 2004：71-719.

[2]尹星光，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)距離保護的研究：[碩士學(xué)位論文].廣西大學(xué)，2002.

[3]苗友忠.配電系統(tǒng)饋線整體化暫態(tài)保護與分布智能故障定位的研究：[博士學(xué)位論文].天津大學(xué)，2004.

作者簡介：肖孝天（1989-），男，漢族，貴州平壩人，碩士研究生，研究方向為電力系統(tǒng)運行與控制。endprint