分布式發電對配電網繼電保護的影響

冀曉誠

摘要：隨著電力行業和科技水平的快速發展，分布式發電安全指數相對較高，避免了傳統電路故障時整片區域停電的弊端，但是給配電網繼電保護系統的運行造成了不良影響。因此，在實際應用分布式發電方式開展電路管理工作時，需要明確意識到其應用優勢，分析其對配電網繼電保護產生的不良影響，積極研究有效解決影響的可行方式。

關鍵詞：分布式發電;配電網;繼電保護

引言

電力運行過程中，最關鍵的環節是配電網的繼電保護系統。它能夠自動切斷電源，避免電路故障對整個電路系統造成損害。因此，繼電保護系統的重要性不容忽視，成為電力企業在應用分布式發電方式時需要重點關注的內容。

1分布式發電對配電網繼電保護的影響

1.1線路保護問題

饋線是配電網中的一個術語，可以指與任意配網節點相連接的支路，可以是饋入支路，也可以是饋出支路。傳統的電力傳輸形式是以電力企業通過配電網統一供電的方式完成電壓的變電調節和電力傳輸工作。基于分布式發電結構自身的特點，通常分布式發電帶來的影響主要包括兩大方面。一是使得線路保護動作的靈敏性大幅度下降。繼電保護是一種自動觸發裝置，當感應系統監測到線路故障問題時，會及時做出相應的斷電保護反應。而在分布式發電結構下，反應的時間有所增加，易出現安全隱患問題。二是分布式發電形式可能會使饋線保護出現誤動作，即對故障情況判斷失誤，在電力系統正常的運作狀態下出現誤跳閘情況，給用戶的日常使用造成不便。

1.2自動重合閘問題

自動重合閘是配電網中必備的一項功能措施，主要指瞬時間的電壓流通過大，繼電保護自動啟動跳閘程序，在較短的時間內使電路恢復連接，從而保證城市用電的安全性與穩定性。當電力企業決定使用分布式發電方式進行供電工作時，會導致自動重合閘使用功能發生故障。這主要是因為一旦電路由于短時間內電流及電壓過大導致繼電保護啟動跳閘程序后，分布式發電狀態下電路內部的運行系統會出現電壓不穩定情況，導致無法實現自動重合閘。此外，這種不穩定狀況下還可能發生一些安全事故，如繼電保護自動斷開的連接可能會有一定的概率重燃，進而完全擊穿整個絕緣體。

1.3熔斷器問題

熔斷器也是一種斷電保護形式，目前廣泛應用于我國配電網。它的工作形式主要是當電流流通量過大導致內部金屬線路溫度過高時，通過高溫狀態直接將線路熔化，從而使電路連接斷開。熔斷的是線路的連接點，不會對接入端造成影響，因此還可以恢復使用[。而分布式發電在運作過程中易對熔斷器的接入端造成嚴重損壞，使得電流保護效果大幅度下滑。持續高壓引發的線路熱量增加，易造成線路熔斷問題。不僅影響電力的正常使用，還可能出現反向電流情況，從而造成分布式發電接入兩側出現故障，進而將熔體完全熔斷。

2分布式發電對常規網架的影響

2.1對網架電壓的影響

分布式發電一旦接入常規網架，其首先會對系統電壓產生沖擊影響，勿論沖擊的大小，網架所接受到電壓波動必將傳遞，隨著接入分布式發電源的數量增加，電壓所受到的影響會更為加劇。傳統網架的穩壓模式和措施往往針對于短時間的操作過電壓或者自然界的雷電過電壓，對于從配網端逐一接入的分布式發電源對策較少，相對并不完善，容易為其他用戶帶來影響，進而導致整個網架的電壓波動。具體來說，分布式發電接入對網架電壓的影響主要有：①接入分布式發電會對接入回路產生直接影響，即對線路的電壓分布產生直接影響，接入數量越多，容量即越大，產生的影響越難以消除;②在網架節點上接入分布式發電，對整個節點關聯的用戶均會產生影響，且節點分布范圍影響難以估算;

2.2對電能質量的影響

如前文所述，分布式發電有別于傳統網架利用煤氣、水利發電，往往利用新能源如太陽能、風能、化學能等發電，這就涉及到大量的整流逆變技術，極易產生難以消除的諧波，對電能質量影響極為惡劣，進而影響到用戶的實際使用效果。具體來講，分布式發電對電能質量的影響主要有：①電壓的跳變。分布式發電源的接入、退出、發電裝置的波動等，都會對電壓產生影響，電壓的跳變是電能質量下降的主要因素。②諧波污染。整流逆變技術的應用需使用大量的電力電子設備，這是諧波的主要發生源，諧波對于電網的保護系統以及用戶的各類電器設備均會產生不良影響，這也是當前分布式發電難以大規模接入到常規網架的主要原因。

3含分布式電源的配電網繼電保護的改進措施

分布式電源的接入使配電網的潮流由單向流動變成雙向流動，而傳統的三段式保護已經不適應配電網的發展需要。為了提高配網的可靠性和供電質量，需要對傳統的繼電保護配置進行改進和優化，為實際配電網的繼電保護及自動化配置提供參考。1）分布式電源接入配電網后，原來的單輻射網絡結構變成雙電源或者多電源網絡，當分布式電源容量相對較大，提供短路電流較大時，為了防止繼電保護裝置因反方向的電流而產生誤動，可以考慮在保護裝置加裝方向元件。同時還要綜合考慮成本因素。2）當分布式光伏接入后，整定時考慮其助增和分流影響，需要對分布式光伏所在饋線的相鄰饋線以及上游饋線保護定值進行調整，這樣才能保證對系統可靠的動作。3）分布式電源接入配網后，配網出現故障時，當系統電源和分布式電源被斷路器切除后，兩側可能出現一個相角差，當差值達到一定的界限后，自動重合閘會造成強大的沖擊電壓或者電流，破壞重合閘的運行狀態。

4智能化處理方式

在傳統的配電網檢修工作中，通常由員工在戶外對各個線路進行人工檢查工作，觀察有無運行風險。一般的故障處理工作是在故障發生后才由員工進行維修，這種情況下故障問題通常不是一個故障點，而是整個供電區域。尤其是在分布式發電形勢下，要想解決其對配電網繼電保護的影響，需要實時監控線路運行的穩定狀態。這涉及到智能化設備的應用，如感應設備。在線路中安裝相應的感應器，然后將相關信號與核心計算機系統連接起來，電力企業可以遠程實時觀察線路運行是否存在異常問題，并可以手動采取一些斷電操作，以便在故障發生的第一時間控制故障問題，以免故障影響到其他線路的正常運行狀態。這是目前各個電力企業針對分布式發電形式的弊端應用比較廣泛的一種解決措施，但是這項措施需要充分考慮電力企業的經濟成本因素，以此確保電力企業經濟的平穩運行。

結語

分布式發電是目前各個電力企業比較常用的一種方式，具有布設簡單、操作方便以及電流傳輸迅速等特點，深受人們喜歡。但是，針對配電網繼電保護問題，分布式發電由于自身的特殊性質與傳統的供電方式不同，經常會導致繼電保護發生故障而影響線路運行的安全與穩定。電力企業應當綜合實際問題進行分析，制定科學的設計方案，引進智能控制設備，設置監管機制，并注重于提升相關工作人員的創新意識，從而促進電力傳輸的安全與穩定。

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