分布式電源接入對電網繼電保護影響分析

劉繼文　鐘偉東

摘 要：在電網運行中進行有效的繼電保護是一項非常重要的工作。但是，隨著電網的發展水平的提升、分布區域的擴大，分布式電源接入了電網之中，它對于電網的繼電保護產生了重要的影響。本文主要就分布式電源的接入特性、分布式電源接入對電網繼電保護的影響、有效的應對策略三個方面的內容進行論述。

關鍵詞：分布式電源；接入特性；電網繼電保護；影響；策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.156

0 引言

分布式電源接入電網后，對于電網的電能質量、電網規劃、電網的潮流分布、電網的繼電保護等方面都會產生出重要的影響。尤其是對于電網的繼電保護來講，對于電網的結構、電網的線路、電網的保護動作以及配置的方式都會產生非常大的影響。因此，我們需要對于分布式電源的接入特性、分布式電源對于電網繼電保護的影響問題、對于這些問題的有效解決策略進行科學分析與論述研究，以便于提升電網運行的質量與效率，使具有高質量與高效化功能的電網為我國工農業生產的發展與百姓的日常生活提供保障。

1 分布式電源的接入特性

分布式電源接入的一個重要目的是滿足用戶的用電以及保障電網的經濟運行。其主要的運行方式有大系統并網運行、獨立運行、備用運行三種。這三種分布式電源的運行方式對于其在電網繼電保護的影響也產生了一定的作用。在傳統的電網繼電保護中，一般使用的是10kv饋線，這種方式的線路是由110kv的變電站或者是由35kv變電站的低壓側10kv母線送出，并且對于用戶直接進行供電，只有一小部分使用的是10kv非終端線路。而對著這些終端線路以及非終端線路一般的保護方法是采用三段式保護電流以及其它的保護原則來進行。而分布式電源接入電網后，原來電網的單電源結構轉變為多電源網絡結構、電網的潮流可以進行雙向流動、這種變化使得電網的保護機理、各種的保護定、饋線上的各個自動化裝置都發生了非常大的變化，我們需要對此進行認真的研究與分析工作，并且根據研究的結果進行科學的實驗與模擬化的探索，尋找出有效的解決方式與策略進行分布式電源接入電網后相關裝置的改進，促進電網結構的優化配置、提升我國電網的科學含量與水平[1]。

2 分布式電源接入對電網繼電保護的影響

2.1 對短路電流的影響

分布式電源接入電網后對于繼電保護的短路電流產生了重要的影響。其主要的表現有：第一，會使原有的電網結構發生深刻的變化，分布式電源可以通過線路對于負荷輸送一定容量的功率。第二，在電網系統發生故障時，分布式電源與系統的電源可能會同時提供短路的電流給故障點，從而影響到電網短路電流的方向以及大小。比如：這種分布式電源接入對于電網短路電流的影響有具有不同接入位置的分布式電源可能增加或者是減小短路電流、提供反向電流等等。

2.2 對配電網保護裝置的影響

2.2.1 分布式電源支路接入配電網饋線末端

分布式電源接入電網后對于配電網的繼電保護裝置也產生出了重要的影響。比如：我們以分布式電源接入10kv的線路來舉例子，分布式電源接入電網后我們可以具體對于電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流保護進行重點分析。第一，當電網發生故障時為了盡快的隔離故障、往往運用速斷電流、限時電流速斷、過電流保護的方式對于電網進行保護。

2.2.2 分布式電源支路接入配電網饋線非末端母線上

分布式電源除了對于支路接入配電網饋線末端有影響外，對于非末端母線也具有比較大的影響。比如：第一，它對于出現故障的電網進行短路電流的輸送，能夠有效地起到進行故障隔離的作用。第二，它能夠對于故障電流起到一定程度上的助增作用，延長保護裝置的保護范圍[2]。

3 分布式電源后對于電網繼電保護影響的改進策略

3.1 短路限制器的應用

短路限制器的應用是分布式電源對于電網繼電保護影響的一個重要改進策略。隨著科技的進步與時代的發展、尤其是新材料技術的快速進步、一種具有電力電子形式的限流器、即短路限制器被發明出來，并且在實踐中進行了一定程度的應用。它對于彌補分布式電源對于電網繼電保護的影響發揮出了重要的作用。其主要的表現有：第一，對于傳統的技術進行了改進、有效的克服了傳統的PCL限流的缺點，保障系統在正常運行時，旁路開關裝置始終處于閉合狀態，PCL沒有電流抗拒投入，而系統一旦發生了故障、短路限制器的開關使阻抗器快速的進入到工作的狀態，有效的進行限流，保障電網的正常運行狀態，為進行安全維修與維護起到了重要的作用。第二，將短路限制器應用到分布式電力系統中，我們可以通過運用建立系統參數模型的方式進行有效的科學規劃與模擬的處理，設置出合理的短路限制器的阻抗值，有效地降低分布式電源提供出的故障電流，減弱分布式電源對于原有電網繼電保護的影響，使電網的保護裝置進行科學、有效的運行。第三，柔性交流輸電技術限制器在電網故障發生時運用自己的限制電流的特

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性對于電網的電流進行了很好的控制。比如：晶體管控制的串聯補償限流器、移相限流器、靜止同步補償限流器等具有相似的工作原理，都可以在電網系統出現故障時對于快速調節晶閘管中的導通角的連續、科學運用使電網繼電保護中裝置產生大的電流抗感，對于電流進行有效的疏導，使電網繼電保護裝置達到最佳的限流效果[3]。

3.2 加裝方向原件

由于分布式電源接入電網后會產生的多電源供電模式有可能導致繼電保護失去選擇性，因此需要對于繼電保護裝置加裝方向原件，促進繼電保護模式的質量與效率得到提高，對于其安全性進行有效的保障。

3.3 加裝低周低壓解列裝置

加裝低周低壓解列裝置是分布式電源接入電網后產生影響的另一個應對措施，可以對于促進電網的穩定性發揮出重要的作用。原因在于，低周低壓解列裝置的科學、有效的運用可以降低非同期合閘和故障點拉弧對于電力系統繼電保護模式的影響。比如：通過適當延長重合閘的動作時間，能夠使分布式電源在進行合閘之前就可以與故障點的聯系進行有效的斷開。而當線路重合之時，使用系統裝置可以對于線路無壓進行檢測，使分布式電源檢測同期合閘成功。

3.4 進行距離保護

距離保護是分布式電源接入電網對于繼電保護產生影響的又一種解決策略。比如：運用具有四邊形特性的距離繼電器，它具有的方向判別、測距、躲負荷的功能，對于三段式電抗定值與電阻分量進行整定。但是，這種技術目前依然具有一定的缺陷，所以我們在今后的工作中需要進行深入的研究以促進這種技術的進步與完善，可以對于促進電網運行質量與效率的提升工作真正發揮出重要的作用[4]。

4 結論

分布式電源接入電網對于其繼電保護會產生非常大的影響，我們對于這種影響以及具體改進的策略進行科學分析，有利于全面提升電網的質量與電路的運行效率，對于電網的建設工作，特別是我國進行智能電網的早日形成具有積極的促進作用。同時，對于分布式電源接入電網改進措施的研究，會使得電網的結構得到優化，對于我國的工農業與百姓生活的用電安全、質量等工作具有良好的保護作用，對于我國經濟的發展與社會的進步也具有一定的促進作用。

參考文獻：

[1]王希洲，陳鑫，甘德強等.分布式發電與配電網保護協調性研究[J].繼電器，2015，34（23）：15-19.

[2]黃偉，雷金勇，夏翔等.分布式電源對配電網相間短路保護的影響[J].電力系統自動化，2014，32（11）：93-97.

[3]張超，計建仁，夏翔.分布式發電對配電網繼電保護及自動化的影響[J].華東電力，2014，34（09）：23-26.

[4]周雪松，徐曉寧，馬幼捷等.超導故障限流器對繼電保護的影響[J].中國電力，2013，40（13）：36-39.