熊 偉

開封空分集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院，河南開封 475000

0 引言

所謂分布式電源技術(shù)且是發(fā)電功率達(dá)到數(shù)千萬，小型的模塊化而且分散布置于用戶附近可靠、高效的發(fā)電技術(shù)，發(fā)電設(shè)施較多，包括了微型燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電、光伏電池及生物質(zhì)發(fā)電等。但是如果將這種電源接在原有配電網(wǎng)絡(luò)上，必然改變潮流，也會(huì)改變短路之時(shí)各線路或者母線短路的電流，為配電網(wǎng)帶來繼電保護(hù)失效、配合保護(hù)不適宜以及保護(hù)誤動(dòng)作等。因此，分析分布式電源對(duì)配電網(wǎng)機(jī)電保護(hù)的影響具有實(shí)際意義。

1 分布式電源基本概念

依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式電源給出基本概念，及時(shí)最大容量在50MW～100MW、常常連接在配電網(wǎng)絡(luò)而且不接受統(tǒng)一控制與調(diào)度的發(fā)電機(jī)組。根據(jù)這個(gè)定義可知，連接在配電網(wǎng)絡(luò)上的大規(guī)模發(fā)電機(jī)組沒包含在該列。僅僅包含了容量較小、能夠隨意并網(wǎng)在電力系統(tǒng)的任意位置的發(fā)電機(jī)。但是從各種文獻(xiàn)可以看出來還有其他各種定義，但是無論是那種定義分布式電源必須要具備兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：那就是并網(wǎng)電壓等級(jí)與容量。

2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)影響

分布式電源會(huì)給配電網(wǎng)的繼電保護(hù)帶來多方面影響，本文就是針對(duì)這些方面進(jìn)行相應(yīng)的闡述，具體探析如下：

2.1 影響電流保護(hù)

本文構(gòu)建出電網(wǎng)模型來分析分布式影響電流保護(hù)，將模型設(shè)置成三段式的電流保護(hù)，在分布式電源引進(jìn)之前就設(shè)定好數(shù)值，之前就將其固定下來。其連接實(shí)物如下圖：

圖1 分布式電源

從上圖就能夠明顯發(fā)現(xiàn)對(duì)于分布式的電源接入模型中，饋線2末端的母線C之上連接了分布式電源，配電網(wǎng)就有過去的單源供電變?yōu)槎嘣垂╇?，必然?huì)給配電網(wǎng)絡(luò)帶來一些影響，總體而言體現(xiàn)在如下方面：

1）一旦上圖的E點(diǎn)出現(xiàn)了故障，必然造成主電源與分布式電源同時(shí)發(fā)生短路電流，其表達(dá)式為If=Is+Ig，該式中，If代表出現(xiàn)故障的短路電流，Is代表主電源的短路電流，Ig代表分布式電源的短路電流。當(dāng)這種短路電路流入到保護(hù)1之時(shí)，因?yàn)橛辛朔植际诫娫吹亩搪冯娐芳尤?，必然增大短路電流，為了確保配電網(wǎng)，保護(hù)1即會(huì)按照設(shè)定的自動(dòng)切斷發(fā)生故障的線路。但是隨著短路電流的急劇增加，極有可能超過了保護(hù)1所能承受的能力，自然引發(fā)保護(hù)2啟動(dòng)而切斷故障線路，自然就會(huì)擴(kuò)大故障的停電范圍；

2）一旦上圖的C點(diǎn)出現(xiàn)了故障，這種情形下主電源進(jìn)入短路點(diǎn)的電路Is和分布式電源流入電流沒多大變化，主電源短路電流也不會(huì)影響到保護(hù)3，保護(hù)3依然按照開始設(shè)定的線路自動(dòng)切斷。但是切斷之后分布式電流依然不斷給短路點(diǎn)送入短路電流Ig，通過時(shí)也給切斷故障線路進(jìn)行供電，可是分布式電壓比較較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于了主電源上的電壓，如果長時(shí)間給故障線路提供電壓必然會(huì)降低線路電壓，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)局部崩潰。為了能夠處理好這個(gè)問題，大都做法就是在分布式電源連接處加設(shè)斷路器，讓保護(hù)3來控制，一旦發(fā)現(xiàn)故障就會(huì)及時(shí)切斷分布式的電源；

3）一旦上圖的F點(diǎn)出現(xiàn)了故障，分布式電源就會(huì)將短路電流送經(jīng)保護(hù)3-保護(hù)4-保護(hù)6，一旦短路電流大于了保護(hù)3所承受范圍，就會(huì)造成保護(hù)4及保護(hù)6發(fā)生誤動(dòng)作，也將擴(kuò)大故障的停電范圍。

從上面各種分析可以看出來，一旦接入分布式電源之后，電流保護(hù)負(fù)面影響十分突出，一旦沒有將這個(gè)負(fù)面影響處理好勢(shì)必導(dǎo)致故障，進(jìn)而造成大面積停電或者大面積局部電網(wǎng)奔潰。

2.2 影響重合閘裝置

為了預(yù)防出現(xiàn)瞬時(shí)性故障，許多配電網(wǎng)大都安裝上了重合閘裝置，一旦出現(xiàn)了故障重合站裝置就能夠快速重合，在極短時(shí)間內(nèi)電網(wǎng)就可以恢復(fù)正常。這種裝置分為了后重合閘與前重合閘兩種裝置，前合閘裝置大都使用在35KV以下發(fā)電廠與變電站導(dǎo)出支配線路上，使用在電壓比較低配電網(wǎng)中，重合閘裝置示意如下圖：

圖2 重合閘示意圖

1）上圖之中如沒有接入分布式電源，一旦饋線2中出現(xiàn)了故障，保護(hù)4就會(huì)依照前面設(shè)定的自動(dòng)切除故障線路，切除之后4分鐘左右重合閘就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，保護(hù)4也就會(huì)自動(dòng)重合，進(jìn)而恢復(fù)了配電網(wǎng)正常運(yùn)行。但是這種重合只針對(duì)瞬時(shí)故障而言。如果接入了分布式電源，一旦發(fā)生故障保護(hù)4確實(shí)會(huì)自動(dòng)的切斷故障線路，但是分布式電源依然會(huì)輸送出短路電源，故障點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生持續(xù)電弧，極有可能將絕緣保護(hù)層損害掉，讓瞬時(shí)故障成為永久性故障；

2）如果線路中接入了分布式電源，饋線AC作為主電源與分布式電源在兩端同時(shí)供電，假如AC段發(fā)生了故障，要想徹底解決這種故障就要讓兩端短路保護(hù)器同時(shí)起作用，這樣才能夠徹底將電源切斷。可是要重合閘瞬間作用來恢復(fù)供電，必然涉及檢同期的問題，假如AC兩端功角擺開比較大，必然在AC段出現(xiàn)較大沖擊電流，該電流必然會(huì)給配電網(wǎng)與電器元件造成極大破壞，甚至還有可能造成火災(zāi)等現(xiàn)象；

3）分布式電源還會(huì)對(duì)保護(hù)器與重合閘間配合造成破壞。如果沒有接入分布式電源，一旦負(fù)荷側(cè)出現(xiàn)瞬時(shí)故障，只需要重合閘發(fā)揮作用切除故障就能夠正常供電，保護(hù)器熔斷絲不會(huì)被熔斷。但是如果接入了分布式電源，一旦發(fā)生了故障必然會(huì)增大保護(hù)器中的電流，也會(huì)降低流過重合閘電力，當(dāng)出現(xiàn)了瞬間故障熔斷絲就會(huì)比重合閘先發(fā)生作用，破壞了保護(hù)器和重合閘間的配合。

3 具體措施

3.1 安裝方向性的元件

按照分布式電源作為界限，在分布式電源兩則安裝上方向性的元件，用來保護(hù)對(duì)側(cè)的加裝斷路器。一旦線路的兩端功率引入出現(xiàn)一正一負(fù)之時(shí)，就能夠正常判斷出區(qū)域中的故障。但是對(duì)于電源下游線路，把分布式電源視為阻增電源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三段式的電流保護(hù)。有效降低了保護(hù)器誤啟動(dòng)，確保兩個(gè)電源間供電上的一致性。

3.2 安裝故障限流器

直接將分布式進(jìn)入電網(wǎng)中，必然會(huì)增大電路中的短路電流，出現(xiàn)誤動(dòng)或者導(dǎo)致大面積局部停電，因此就要安裝故障限流器來降低故障。事實(shí)上，當(dāng)正常運(yùn)行之時(shí)故障限流器并沒有起作用，但是一旦發(fā)生故障之時(shí)就會(huì)起到阻抗電流，用來減弱短路電流。加入該電流屬于分布式電源，故障限流器起不了任何作用，使用中故障限流器可以用超導(dǎo)故障限流器來替代，加強(qiáng)抗阻作用。

4 結(jié)論

事實(shí)上，在利用分布式電源優(yōu)勢(shì)同時(shí)也不能忽視對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，相關(guān)研究人員就要從使用現(xiàn)狀中分析，探析出影響繼電保護(hù)的各種因素，并有針對(duì)性的制定出改進(jìn)措施，進(jìn)而降低分布式電源為繼電保護(hù)造成的損害，確保供電網(wǎng)絡(luò)正常供電，同時(shí)也是分布式電源適應(yīng)配電網(wǎng)的發(fā)展需要。

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