微電網繼電保護的研究與應用

呂斌華

摘 要：微電網又稱作微網，是一種新型的自治系統，能夠使分布式電源靈活、高效利用，并且能夠實現自我控制、保護和管理，是一種高效的小型發電配電系統。繼電保護對于微電網來說至關重要，能夠保護電力系統及其元件使其不遭到損壞，并有效解決電網插入電源時產生的隨機性和波動性等問題。本文通過對微電網繼電保護進行研究，進而探究出微電網繼電保護的主要應用。

關鍵詞：微電網；繼電保護；研究；應用

微電網是在科技發展背景下的一種新型的電力供給方式，主要優點是能夠利用可持續資源，在這個能源短缺，供不應求的背景下，發展與應用受到了廣泛的關注。

但與傳統電網相比較而言，微電網存在著一定的缺陷，傳統電網的電流穩定、輸出功率大、范圍廣闊，而當微電網與其他大功率電網一同運行時，就會變成多方向的網絡，有一定安全隱患，需要繼電保護對微電網實行控制。

一、微電網的發展現狀況及其與繼電保護之間的聯系

目前微電網在國內的發展處于探索階段，其原因如下：

1）缺乏統一、規范的微電網體系作為技術標準和規范。

2）電力電子技術在微電網中利用率不高，微電網的發展與電力電子技術的發展有著密切相關的聯系，利用率不高，應用水平低直接影響到微電網的發展。

3）微電網的保護控制技術處于初級階段。微電網的保護控制技術與繼電保護息息相關，經研究探索發現，繼電保護能夠在微電網發生故障的過程當中，切斷發生故障的主要部位，以免造成嚴重的停電事故，同時保障微電網的繼續運行。

二、微電網繼電保護的方法研究

微電網繼電保護主要面臨以下幾點問題：

1）分布式電源三種形式的短路特性不同，受其短路特性的影響，故障電流的大小有所不同，而微電網運行中發生故障與故障電流的大小有著密切的關系。

2）配電系統在微電網運行過程中發生故障會產生巨大的電流差，從而對繼電保護造成影響。

3）在微電網中同時存在重合閘和電源時，避免同期合閘現象的發生。

4）使用備自投裝置過程中，要先于區域模式切換動作，并且確保在分布式電源下其處于有效的狀態。

5）在逆變器電源作為主電源的情況下，故障切除一定要及時，以防停電事故的發生。若故障發生在微電網運行范圍之外，為防止繼電保護對其進行無作用的切除，切換其動作狀態，使元件正常運行。

為解決這些問題，經研究發現以下幾種辦法對解決問題有所幫助：

1）過電流保護法。過電流保護法是為了防止電流過大而使電網發生故障，其主要應用于大型電網中，由于大型電網中電流是定向運行，在每一個保護環節中為其設置電流的最大限度值，讓電流的最高值不超過設定的限度，從而保證了電流運輸的最高功率。但在微電網中并沒有確定的電流方向，若需要通過大功率的設備，必須改進輸電系統，大型電網中采用的方式運用在微電網中效果甚微，目前還在處于研究之中。

2）差電流保護法。與過電流保護法相比較而言，此種方法在微電網繼電系統中應用較為廣泛，原理相對簡單，并且能夠有效消除電流的不平衡。此外，差電流保護法還能夠及時發現不同區域中存在的問題，及時解決，避免大規模事故的發生。

3）電壓擾動保護法。通過對分布式電源電壓的變化進行分析從而判斷故障的發生地點，進而進行解決，其受條件的限制，需要進一步進行探索研究。

4）方向縱聯保護法。通過觀察不同線路之間的運行信息，進而進行比較，從而得出發生故障的位置以及發生的問題，進行解決。只需通過觀察就能解決問題，因其操作簡便獲得廣泛的應用。

三、微電網繼電保護的研究與應用

結合當前的時代發展背景，微電網繼電保護的研究方向主要有以下兩種：

1）運用電路保護的基本原理，將傳統的方法運用到微電網繼電保護中。

2）以通信設備和智能系統作為基本條件，構建自動化水平超前的全智能監控系統。

第一種研究方向主要是利用過電流保護法的相關原理，該種方法成本較低，原理簡單，并且能夠與微電網多種運行方式相適應，但其也存在一定的缺陷，研究成果發現其具備一定的局限性，過電流保護采用限流器會限制電流的靈敏度，使一定的電力資源浪費，不能很好的達到預先設想的效果。同時，故障電流與正常運行時電流之間的差距是無法預測的，即便采用限流器也會發生事故現象的發生。因此在該種研究方向上，必須多進行實踐，盡可能地將其所存在的問題進行解決。

第二種研究方向需要運用現階段先進的設備和技術手段，建立全智能監控系統，自行對微電網實施實時保護。就目前而言，廣域繼電保護系統從眾多安全保護系統中脫穎而出，其主要有以下幾點優點：

1）能夠同時采集不同區域地點的信息，并且能夠利用差點保護法的原理，消除電流之間的不平衡，使微電網中電流運輸更加平衡穩定。

2）具有完備的硬件系統，不需要再進行構建。

3）能夠實現對信息的搜尋和整合，對整合好的信息進行更為具體的分析，及時找出故障所在。

4）可靠的通信設備，廣域繼電保護的通信狀況良好，信號穩定。

5）能夠利用互聯網采集數據，分析數據進而掌握微電網運行的詳細情況。

廣域繼電系統與其他保護系統相比較而言存在著一定的優勢，但在這個飛速發展的時代，其也需要進行進一步的研究，使其更加完善，功能更加齊全，達到微電網繼電保護的目的。

四、結語

雖然近幾年我國微電網繼電保護發展迅速，但與發達國家相比，其還是處于初級階段，為其有著更好的發展前景，必須對微電網繼電保護進行更深一層的研究，解決其中出現的問題，并讓其得到廣泛的應用。相關電力企業需要構建嚴格的管理制度，在微電網繼電保護相關技術人員的努力下，確保微電網的運行不會再出現安全事故，正常運行。

參考文獻：

[1] 郭建勇等.微電網繼電保護的研究與應用[J].電力系統保護與控制，2014，10：135-140.

[2] 黃興平.微電網繼電保護的研究與應用[J].科技與創新，2016，14：148.