分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置檢測技術(shù)初探

摘 要：隨著經(jīng)濟與時代的發(fā)展，電力系統(tǒng)的技術(shù)水平也在發(fā)生變化，檢測技術(shù)的智能化將有助于電網(wǎng)有力的輸出電源，分布式電源系統(tǒng)是電網(wǎng)的重要保障，并且有效維護電網(wǎng)的運行，保障發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定。分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置進行全面檢測可以查詢其運行的可靠性狀況。文章通過對分布式電源系統(tǒng)在繼電保護裝置上的應(yīng)用進行分析，提出一些看法以供參考。

關(guān)鍵詞：分布式電源；繼電保護；檢測技術(shù)

引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國的發(fā)電能力逐漸增強，而用電需求呈現(xiàn)上漲趨勢。傳統(tǒng)的電源技術(shù)已經(jīng)逐漸難以滿足現(xiàn)今高負荷的發(fā)電和用電需求，分布式電源開始逐漸取代傳統(tǒng)的電源技術(shù)。分布式電源有其高效、節(jié)能、穩(wěn)定的特點。繼電保護裝置主要是為了保護分布式電源系統(tǒng)的核心部件，保障電力系統(tǒng)的發(fā)電穩(wěn)定，為了提高電源系統(tǒng)的發(fā)電能力，對分布式電源系統(tǒng)研究進行分析提供科學依據(jù)。

1 分布式電源的涵義

分布式電源主要在用電負荷周圍分布，規(guī)模較小，節(jié)省占用空間，分布式電源主要用戶是電力企業(yè)和相關(guān)用戶，主要是滿足它們高負荷的用電狀況。分布式電源的技術(shù)和形式多種多樣。分布式電源的優(yōu)點是有助于改善用電質(zhì)量。

分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置檢測是為了保障分布式電源和電網(wǎng)的安全運行。在繼電保護裝置設(shè)計上，要降低分布式發(fā)電裝備對電網(wǎng)的影響，同時對于繼電保護系統(tǒng)要進行完善，協(xié)調(diào)主電網(wǎng)與分布式電源之間的關(guān)系。通過研發(fā)與應(yīng)用分布式電源保護檢測技術(shù)裝置，來解決分布式電源繼電保護問題，保障電源正常安全有效運行，來突顯分布式電源的優(yōu)勢[1]。

2 分布式電源的模型

2.1 光伏電源系統(tǒng)模型

光伏電源的模型主要采用45kW的光伏逆變器系統(tǒng)來進行運用。主要的儀器設(shè)備有2臺15kW的單相變逆器、1臺15kW的三相逆變器，兩者的儲能系統(tǒng)的容量可達到14.8kW。模型成為光伏逆變器之后，通過控制電壓電流雙閉環(huán)PI。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1所示。

隔離器通過隔離后，應(yīng)立即變升壓隨后接入交流系統(tǒng)，在發(fā)生故障的情況下，故障電流的速度增加，電流的峰值比故障前的穩(wěn)定電流要高，隨后電流速度回復到平穩(wěn)。

2.2 雙饋異步風機系統(tǒng)模型

雙饋異步風機主要采用一臺調(diào)速系統(tǒng)的直流電機來模擬葉輪和齒輪箱的機械運動。變壓器連著電網(wǎng)是它的定子，而一臺帶有電路的變流器是它的轉(zhuǎn)子。隨著線路阻抗值的變化，受到的電壓降低程度不同，在有故障相的情況下，電流增大。但是在沒有故障相的情況下，電流照樣流通在風電機組出口處。風電機組機端的電壓故障相和非故障相都出現(xiàn)大規(guī)模的跌落。故障發(fā)生之后，雙饋機端電流中短時間存在大量的直流分量，以及二次諧波分量。其中，分量數(shù)值最大的是直流分量，但是它的衰減速度也是最快的。再加上系統(tǒng)故障排除后，風電機組的低電壓回復原來的負荷之后，電流本身存在的直流分量和二次諧波能量的含量逐漸減少。

根據(jù)上面內(nèi)容的分析，分布式電源系統(tǒng)的短路電流來源是分布式電源和電網(wǎng)共同來支持，由于分布式電源控制策略有不同的情況導致系統(tǒng)在電壓跌落后，輸出的電流出現(xiàn)了不一樣的情況。進而導致電壓升壓變壓器之后轉(zhuǎn)向故障點。造成的結(jié)果是短路電流與常規(guī)電源完全不一樣，出現(xiàn)的另一問題就是電流增大特征與故障相、非故障相未能出現(xiàn)完全對應(yīng)的情況。因此，通過對分布式電源系統(tǒng)的研究，來檢測繼電保護裝置的意義尤為重要[2]。

3 分布式電源系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)

在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)上，電路出現(xiàn)的情況下，短路的電流主要流向是電源流向了故障點。為了保護電網(wǎng)，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)里面配備了重合閘裝置。同傳統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)相比，分布式電源受到電流方向和大小出現(xiàn)改變，主要原因是容量、接入位置和分布式電源類型的不同。對進行繼電保護裝置的檢測，主要依靠分布式電源的特征作參考依據(jù)。

3.1 分布式電源系統(tǒng)保護裝置的檢測

首先繼電保護裝置的運行需要保證電力系統(tǒng)的電壓維持在10kV左右，最低電壓也要保持在6kV以上。如果電網(wǎng)系統(tǒng)需要較強電壓的情況下，要使電壓保持在35kV左右。此后應(yīng)采用專線接入電網(wǎng)方式，對專線電流要進行差動保護的裝置。在多點接入的情形下，來保證電流的可靠性和敏感性，設(shè)置電流、電壓保護，如圖2所示。

根據(jù)電壓運行的實際情況來確定運行的具體等級，對電壓分布進行研究和分析，通過對電網(wǎng)系統(tǒng)的電流改動控制繼電保護裝置。通過繼電保護裝置運行的情況，對裝置的運行質(zhì)量進行預測，使分布式電源系統(tǒng)需要不同線路來顯示差異性的保護，并使繼電保護裝置的電壓穩(wěn)定，不受任何干擾的情況根據(jù)實際需要進行調(diào)節(jié)，提高分數(shù)電源的應(yīng)用效率。

3.2 并網(wǎng)檢測

分布式電網(wǎng)若發(fā)生脫網(wǎng)的狀況，則會對電網(wǎng)的電壓和頻率產(chǎn)生波動，并會對電網(wǎng)的正常運行造成影響。而分布式電網(wǎng)的并網(wǎng)有一定的時間限制。而繼電保護系統(tǒng)在這個時間段內(nèi)，能對系統(tǒng)受到的干擾進行判斷，不會混亂分布式電源的正常運行。在等到電網(wǎng)電壓和頻率回復到正常運行范圍的情況下才能重新對分布式電源進行并網(wǎng)。需要恢復的時間根據(jù)電壓等級的情況，電壓越高，電壓和頻率恢復的延時時間越長，并且電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)根據(jù)實際情況進行干預和調(diào)度。部分電壓則必須恢復到電網(wǎng)和頻率正常運行后，相關(guān)部門允許的情況下才能重新并網(wǎng)。而在電壓在被電網(wǎng)控制的情形下，可以自動恢復當前電壓。電業(yè)通過自動重合閘來保護分布式電源。但電壓的狀態(tài)出現(xiàn)了不太的穩(wěn)定情況下，可以對分布式電源進行了并網(wǎng)，電壓通過頻率的調(diào)節(jié)運行效率得到大幅提升。電壓的頻率不能隨便進行調(diào)整，要在分布式電源允許的范圍內(nèi)進行。并網(wǎng)可以能提升自動重合閘的運行效率，可以對電壓的正常運行進行保留，規(guī)范并網(wǎng)的檢測[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著科技水平的不斷發(fā)展，能源技術(shù)水平不斷得到發(fā)展與更新。在用電量負荷居高不下的背景下，傳統(tǒng)電源系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被淘汰。分布式電源的推廣與應(yīng)用日漸受到電力行業(yè)的歡迎。在分布式電源系統(tǒng)的應(yīng)用上，正確的使用繼電保護裝置可以保護分布式電源系統(tǒng)。通過研究分布式電源系統(tǒng)的模型與技術(shù)，為繼電保護裝置保護系統(tǒng)提供支持。

參考文獻

[1]丁 莎.分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置檢測技術(shù)的探討[J].大眾用電，2016（05）：30-31.

[2]陳爭光，詹榮榮，李巖軍，等.分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置檢測技術(shù)的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015（04）：1115-1120.

[3]郭雪穎.分布式電源系統(tǒng)繼電保護裝置檢測技術(shù)的研究[J].工程技術(shù)，2016（01）：216.

作者簡介：夏幫強（1975，11-），男，湖北襄陽人，大專，工程師，近年從事繼電保護維護與調(diào)試。