分布式電源對配網繼電保護的影響

易世平

摘要 本文首先對配電網繼電保護的基本要求進行了簡要的分析，其次詳細研究了分布式電源對于繼電保護方面所產生的影響，同時，針對這些影響提出了一些相應改進措施，希望能給有關企業和配電網運行管理部門以幫助和參考。

[關鍵詞]分布式電源 繼電保護 重合閘

當前階段，分布式電源主要應用在配電網中，能夠十分有效地提高供電系統的可靠性和穩定性，與此同時也能使配電網變為點狀電源結構，直接與用戶連接。在電網中大規模應用分布式電源，必然會對配電網的安全穩定運行產生一定的影響，本文對分布式電源的影響進行了深入的研究和分析，并且提出了有針對性的解決方案和措施。

1 配電網繼電保護的基本要求

對于電力系統的繼電保護，以下幾點基本要求互相協調，互相制約，是整個電力系統能夠在不同的環境下正常運行：

1.1 選擇性

當電力系統發生故障時，只需要將故障元件從電力系統中排除出去，這樣做可以保證停電的范圍盡量控制在最小的范圍內，其他的部分選擇性是指電力系統發生故障時，保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統中切除，使停電范圍盡量縮小，其他的部分仍然能夠正常運行。這種方式的優點是較為簡單并且節省人力物力，通常情況下會被優先采用。

1.2 快速性

為了能夠保證用戶在降低電壓的情況下的時間盡可能短，并且降低故障部位的損壞程度，使受到影響的人群盡可能少，排除故障是應該做到盡可能地迅速、準確。

1.3 靈敏性

靈敏性是對保護裝置的要求，當其所保護區域出現短路時，不管短路點的形式、位置或者是系統的運行方式如何，保護裝置都能夠靈活反應，快速應對。

1.4 可靠性

可靠性主要分為兩方面，一是在保護區發生故障時，能夠按規定采取保護措施，二是在保護區沒有發生故障時，不會出現誤判和誤動作的情況。

2 分布式電源對繼電保護帶來的影響

以往的配電網構造特點大多為放射性以及單電源性，配電網構造簡單也方便后期的檢修與維護工作，若配電網出現問題，因為加設了繼電保護裝置，也可以對問題進行及時有效的處理。但是在接入分布式電源之后，原本的配電網結構產生相應變化，在一定程度上影響了繼電保護設備的正常運行，詳細來說，主要表現在以下幾方面。

2.1 給電流保護帶來的影響

將分布式電流接入到配電網之后，供電系統傳統單電源供電方式轉變為多種電源共同供電。若在母線的尾部產生一定的問題，就會導致原有的配電網以及分布式電源都會出現短路狀況。然而此刻，為了確保配電網的安全，繼電保護裝置會自動切斷故障處的電源。但在原有的配電網中會聚集大量的短路電流，這時容易進入電網，損毀設備，時系統的電壓降低，電機低電壓時發生跳閘現象，引發停電，并且也會對其余運行裝置的正常使用帶來不同程度的影響，增加問題帶來的損失。若在母線的中部出現一些故障，那么分布式電源以及原配電網都不會出現顯著特征，但和原配電網的電源相比，分布式電源的電壓相對較小，一旦處于長期供電狀態，就會造成整個線路的電壓急劇下降，從而使配電網供電系統出現部分崩塌狀況，更有甚者會使整個配電網徹底喪失供電能力。

2.2 繼電保護拒動以及誤動

在現有的配電網中，電力系統中電流的方向是單向的，因此一旦配電網出現異常，那么就會使故障電流流經配電網電源。而在接入分布式電源后，一旦出現異常，則會使線路中形成一定的附加電流，其會嚴重影響繼電保護裝置判斷的精確性，從而使其在正常運行過程中出現拒動或者誤動的現場，使其保護作用得不到充分發揮。而通過計算我們會發現，當分布式電源接入配電網后，配電網的可靠性以及靈敏度都得到了提高。

2.3 使保護選擇性發生變化

以往的配電網供電的電源都是單側電源，所以導致加設的繼電保護裝置缺乏一定的目標性。若在配電網中接入分布式電源，就會使整個配電網中的電源數目激增，一旦電力系統出現問題，就會使繼電保護裝置不能進行針對性的保護，使其選擇保護性喪失，進而出現誤動現象。

2.4 重合閘失敗

以往配電網的構造多呈放射性，供電電源多為單側電源，一旦電路系統出現故障切除電源后，三相一次重合閘可以實時閉合，在此階段不會對整個電力系統帶來嚴重的影響，保證了電力系統供電的穩定性以及可靠性。然而，在接入分布式電源之后，系統供電電源由電測電源轉變為多項電源，使重合閘的難度增加，嚴重的情況，會導致重合閘失敗。其主要體現在下面幾個方面：

2.4.1 故障點出現拉弧現象

當在配電網中接入分布式電源之后，繼電保護裝置只會自動將故障點以及主電源隔離開，分布式電源保持持續供電狀態，長此以往就是故障點出現拉弧現象，如果沒有得到及時有效的處理，可能使原本小的故障轉變為大故障，甚至變為永久故障。

2.4.2 分布式電源產生“孤島”現象

當配網接入分布式電源之后，一旦系統出現問題，繼電保護裝置只會自動將故障點以及主電源隔離開，并不可以對分布式電源與配電網實施有效地隔離，后者一直處于供電狀態，從而出現“孤島”現象，給重合閘的工作加大了難度。

3 分布式電源接入對繼電保護影響的防范合理措施

為了盡可能降低分布式電源接入配電網中給整個繼電保護系統帶來的不利影響，一般可以從下面三個方面著手：

（1）以分布式電源為界，對下游電路來說，可以將方向性元件配置在其兩側，將斷路器陪吃在保護對側。如果某部分線路的功率注入相反方向，就可以判定此處發生故障。對下游線路來說，可以將其作為輔助電源，在每段線路中重新設置三段式電流保護。

（2）對故障限流器進行相應的配置。在電力網絡正常運行的時候，其阻抗一般為零，一旦出現故障問題，那么就會大幅增加電力網絡中的電流，此刻阻抗急劇增大。若在此時能夠在電網中加設故障限流器，那么就可以大幅降低故障電流，使問題得到有效解決。

（3）加設其他相應的保護措施。在配網中接入分布式電源之后，原配電網中繼電保護裝置的保護功能會產生一定的變化，從而導致故障造成的影響進一步擴大，因此，在配電網中除需配置上述相關設施外，還需要做好其余保護措施的配置工作，將分布式電源帶來的影響盡可能降到最低，從而確保電力系統供電的穩定性、安全性以及可靠性。

4 結語

通過實踐可以證明，當分布式電源接入到配電網中后，會提高能源利用的效率高，并且其具有經濟效益高、污染小的優勢。但是在重視其優勢的同時，其負面影響也不能忽視，相關的技術研究人員要不斷進行探究和分析，找出分布式電源接入電網后多方面的影響，并且制定出有針對性的解決措施，降低分布式電源的負面影響，提高配電網運行的穩定性和可靠性。

參考文獻

[1]舒逸石，管霄，馬麗麗.淺析分布式電源并網對系統繼電保護的影響[J]，山東工業技術，2017 （10）：30-33.

[2]荊江平，分布式電源接入對配電網線路保護的影響及對策研究[J].電工電氣，2016 （12）：67-68.