分布式電源并網后保護配置與管理探討

王　浩，沈　倩，李曉琦，李　廣，張金堂

（1.國網山東省電力公司濟南供電公司，濟南　250001；2.華能沾化電廠，山東　濱州　256800）

·經驗交流·

分布式電源并網后保護配置與管理探討

王浩1，沈倩1，李曉琦1，李廣1，張金堂2

（1.國網山東省電力公司濟南供電公司，濟南250001；2.華能沾化電廠，山東濱州256800）

針對當前分布式電源項目密集并網且容量日益增多的形勢，分析分布式電源并網后對電網繼電保護的影響，從技術和管理的角度提出應對措施。重點介紹了地區分布式電源接入系統方案設計審查階段應采取的技術要點，簡要介紹濟南地調對分布式電源并網管理的相關職責。

分布式電源；繼電保護；設計審查

0　引言

近年來，國家相關部門及國家電網公司紛紛出臺政策鼓勵分布式電源的接入［1-3］。分布式電源包括太陽能、天然氣、生物質能、風能、地熱能、海洋能、資源綜合利用發電（含煤礦瓦斯發電）等。

分布式電源發展的總體形勢是不僅僅體現在數量越來越多，更主要的是并網容量越來越大、并網電壓等級越來越高、發電形式也越來越多樣化。這就給分布式電源并網涉網保護的配置和整定帶來新挑戰。

1　分布式電源接入對繼電保護的影響

分布式電源中，資源綜合利用發電等常規電源對電網影響較小，而光伏發電、風電等新能源由于具有間歇性、波動性等特點，對配電網一、二次設備的運行產生一定影響。

分布式電源接入配電網會改變其附近節點的短路容量。在發生短路故障時，流過配電網的短路電流有較大的改變，這種改變不僅僅是數值上的改變，在某些情況下，短路電流的方向也可能發生變化，從而影響配電網原有的繼電保護，使保護裝置出現拒動、誤動等問題。在分布式電源規模較小時，該影響并不明顯，但隨著某一供電區域內分布式電源多點大量接入時，上述負面影響將愈加顯著。

隨著分布式電源的大量接入，配網的網絡結構將由輻射性的單端電源轉變為雙端電源，甚至轉變為多電源和負荷共存的復雜拓撲網絡結構，使得原有單端電源的饋線保護受到嚴重影響。分布式電源接入配電網后對配電網系統繼電保護的影響主要體現在以下幾方面。

1）電流保護。目前，大多數配電系統（特別是農網系統）都是輻射狀的，當接入分布式電源時，這種輻射網方式和潮流方向均會改變，使得保護裝置的保護范圍發生變化，影響繼電保護的選擇性和靈敏性。

如圖1所示，分布式電源接入10 kV配電線路后，并網線路（L2）相鄰10 kV母線的短路容量增大。在相同系統方式的情況下，當其他10 kV線路（L1）用戶低壓側（D1點）發生故障時，流經故障線路電源側保護（1DL）的短路電流增大，致使原保護定值（如速斷定值，按照躲用戶低壓側故障的最大短路電流整定）可能無法滿足選擇要求。為糾正這種無選擇性動作行為，必須重新調整電源側保護（1DL）的定值。

圖1　包含分布式電源的配網示意

2）瞬時重合閘。目前10 kV饋線架空線路或電纜架空混合線路普遍采用自動重合閘，重合方式采用不檢定方式。分布式電源接入配電網后，線路發生瞬時性故障時，如分布式電源沒有快速脫離線路，而是繼續向故障點輸送電流，將會導致故障點電弧持續燃燒，最終導致自動重合閘失敗。甚至還會導致發電機定子接地保護誤動作。

3）零序電壓。多個分布式電源接入配電網可能會產生諧振，諧振會引起線路零序電壓產生高幅值分量或者母線PT的開口三角繞組出現較高電壓，出現虛幻接地現象，造成小電流接地選線裝置出現不正確的接地指示。

2　分布式電源接入系統方案設計審查技術要點

2.1一般性規定

分布式光伏送出線路的繼電保護不要求雙重配置，可不配置光纖縱差保護。

10 kV及以下接入用戶側光伏項目，不要求具備低電壓穿越能力。

分布式電源的接地方式應與電網側的接地方式相適應，并應滿足人身設備安全和保護配合的要求。

繼電保護和安全自動裝置應為通過行業或國家級檢測機構檢測合格的產品。

逆變器型分布式電源應具備快速檢測孤島且斷開與電網連接的能力。防孤島保護動作時間應與電網側備自投、重合閘動作時間配合，應符合GB/T 19939、 GB/T 20046中相關規定。

分布式電源切除時間應滿足線路保護、重合閘、備自投等配合要求，以避免非同期合閘。

2.2配電線路保護配置

分布式電網接入系統分為4類［4］，即經專線接入10（6）～35 kV配電網、T接接入10（6）～35 kV配電網、經開關站（配電室、箱變）接入10（6）～35 kV配電網、經專線或T接接入380 V配電網。下面按照Q/GDW 11198相關規定，詳細說明各類分布式接入系統方式下配電線路保護相關配置。

1）分布式電源經專線接入10～35 kV配電網。該方式下典型接線如圖2所示。

圖2　分布式電源經專線接入10～35 kV系統典型接線

用戶高壓總進線斷路器（圖2中2DL）處應配置階段式（方向）過電流保護、故障解列，若系統要求配置全線速動保護時，可配置光纖縱聯差動保護。

用戶高壓母線的分布式電源饋線斷路器 （圖2 中 3DL）處可配置階段式（方向）過電流保護、重合閘。

2DL和3DL處配置的保護均動作于跳3DL斷路器；有多條分布式電源線路時，同時跳各個分布式電源饋線開關。

以往的標準文件中對2DL的保護均無特別說明，此處為文獻［4］中的新規定，顯然，對2DL的保護采用了與常規小發電并網線路電廠側開關類似的保護，應予以特別重視。

2）分布式電源T接接入10～35 kV配電網。

該方式下典型接線如圖3所示。

圖3　分布式電源T接接入10～35 kV系統典型接線

用戶高壓總進線開關（圖3中2DL）處可配置階段式（方向）過電流保護、故障解列。

用戶高壓母線的分布式電源饋線斷路器 （圖3 中3DL）處可配置階段式（方向）過電流保護、重合閘。

2DL處配置的保護動作于跳本斷路器。故障解列動作于跳3DL；有多條分布式電源線路時，同時跳各個分布式電源饋線斷路器。

3DL處配置的保護動作于跳本斷路器。

3）分布式電源經開關站接入10～35 kV配電網。

該方式下典型接線如圖4所示。

用戶高壓總進線開關（圖4中3DL）處應配置階段式（方向）過電流保護、故障解列。

用戶高壓母線的分布式電源饋線斷路器 （圖4 中4DL）可配置階段式（方向）過電流保護、重合閘。

3DL處配置的過電流保護正方向指向線路時，動作于跳4DL；反之，則動作于跳3DL斷路器。

3DL處配置的故障解列動作于跳4DL。

4DL處配置的保護均動作于跳本斷路器。

分布式電源經專線或T接接入380 V配電網的繼電保護配置相對簡單，注意事項較少，在方案審查時很少遇到問題，此處予以省略。

圖4　分布式電源經開關站接入10～35 kV系統典型接線

2.3重合閘的配置

在文獻［4］中，分布式電源的重合閘規定調整為：分布式電源專線方式接入時，聯絡線配網側宜配置重合閘；公共電網方式接入時，公用變電站饋線斷路器處應配置重合閘。宜采用檢無壓重合，不具備條件時重合閘停用。重合閘的電壓、時間等整定原則宜按DL/T 584—2007《3～110 kV電網繼電保護裝置運行整定規程》執行。要求分布式電源并、離網控制時間應與系統側重合閘時間配合，需考慮分布式電源在重合閘時可能未與系統斷開，分布式電源能經受重合閘沖擊而不損壞，應具有電網故障及恢復過程中的自保護能力。對于需停用線路電源側重合閘的情形，可以采取用戶認可的方式，即由電網的用戶管理單位（如營銷部）與用戶有效溝通并由用戶出具認可文件。

2.4分布式并網涉網保護的校核與備案

分布式電源歸屬者應根據相關技術規程、電網運行情況及設備技術條件，校核涉網保護定值，并根據調度部門的要求，做好對所轄設備的整定值校核工作。當電網結構、線路參數和短路電流水平發生變化時，應及時校核相關涉網保護的配置和整定，避免發生保護不正確動作。

接入10～35 kV配電網的分布式電源涉網保護定值應在調度部門備案，備案包括并網點開斷設備技術參數、保護功能配置、故障解列定值、逆變器防孤島保護定值、階段式過電流保護定值、重合閘相關定值。

3　地區調控中心對分布式電源的管理職責

2014年6月，國網山東省電力公司濟南供電公司（以下簡稱公司）制定了《國網濟南電網分布式光伏調度管理規定（試行）》，并于2014年12月5日實施。該規定從地縣一體化運作的角度，對濟南地、縣調等職能部門調度管理工作進行了規范。

公司調控中心（以下簡稱地調）辦理與35 kV、10 kV項目業主并網調度協議的簽訂工作，組織相關部門開展35 kV、10 kV項目并網正式驗收及調度運行管理，參與35 kV、10 kV接入系統工程設計項目審查。

公司營銷部受理分布式光伏接入申請；組織相關部門審定380（220）V接入系統方案；辦理380 （220）V關于購售電、供用電和調度方面的合同簽訂工作并抄送地調備案；組織相關部門開展380（220）V項目并網驗收和運行管理。

公司發展部組織相關部門審定35 kV、10 kV光伏接入系統方案，營銷部負責分布式光伏并網信息歸口管理。

縣（區）公司調控分中心（以下簡稱縣調）參與所轄范圍內35 kV、10 kV接入系統工程設計項目審查，協助地調做好所轄范圍內分布式電源的并網前收資審核、初步驗收及其他調度運行管理工作。

縣（區）營銷部參與所轄范圍內35 kV、10 kV接入系統工程設計項目審查，負責所轄范圍內分布式電源的客戶管理，配合縣調完成收資及初步驗收工作。

根據該規定，地調保護專業在分布式電源并網中的主要職責為參與分布式電源接入系統工程設計項目審查、并網驗收。

4　結語

隨著分布式電源的發展，其接入電網的容量和接入電壓日益增高。分析分布式電源接入系統后對繼電保護裝置動作行為的影響，并按照最新的文件規程要求對保護裝置的配置和保護定值的整定做出調整優化，對提高地區配電網消納分布式電源的能力具有十分重要意義。

［1］國家電網公司.國家電網公司關于印發分布式電源并網相關意見和規范的通知（（2013）333號）［Z］.2013.

［2］國家電網公司.國家電網公司關于印發分布式電源并網相關意見和規范（修訂版）的通知（〔2013〕1781號）［Z］.2013.

［3］國家能源局.國家能源局關于進一步落實分布式光伏發電有關政策的通知（國能新能（2014）406號）［Z］.2014.

［4］Q/GDW 11198—2014分布式電源涉網保護技術規范［S］.

Protection Configuration and Management of Distributed Power Grid

WANG Hao1，SHEN Qian1，LI Xiaoqi1，LI Guang1，ZHANG Jintang2
（1.State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250001，China；2.Huaneng Zhanhua Thermal Power Co.Ltd，Binzhou 256800，China）

With the present situation that distributed power projects are more intensive and the capacities are increasing，analyzing the influence on relay protection after distributed power connected to the grid is necessary.And also，corresponding measures are proposed from both technical and management perspectives.Techniques of regional distributed power access which should be taken at design and review section are introduced.With regard to distributed power management，a brief introduction is given on the duties and responsibility of Jinan dispatch and control center.

distributed power；relay protection；design and review

TM910

B

1007-9904（2015）09-0042-04

2015-04-26

王浩（1986），男，工程師，主要從事繼電保護整定相關工作。