王月強(qiáng)（國(guó)網(wǎng)浙江玉環(huán)市供電公司，浙江 玉環(huán) 317600）

在目前新能源并網(wǎng)的傳統(tǒng)火電電網(wǎng)當(dāng)中，取得長(zhǎng)足發(fā)展的大規(guī)模分布式電源主要為新技術(shù)領(lǐng)域下應(yīng)用的新能源。除了風(fēng)力發(fā)電所使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一種常見的分布式電源之外，基于光能源、生物能源等可再生能源所研發(fā)的光伏發(fā)電機(jī)組、生物質(zhì)能發(fā)電機(jī)組也都是具有突出作用和使用價(jià)值的分布式電源，在傳統(tǒng)電網(wǎng)中有著十分深刻的影響。

1 電網(wǎng)中分布式電源存在的故障和影響

1.1 分布式電源電網(wǎng)存在的故障

在目前的電網(wǎng)當(dāng)中，分布式電源接入電網(wǎng)一般需要依靠逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而隨著逆變器電網(wǎng)容量的不斷增大，分布式電源接入電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全的影響也將不斷提高。在逆變電網(wǎng)當(dāng)中，會(huì)存在一定的時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)電壓跌落，隨著電壓跌落，控制器的外環(huán)將會(huì)自動(dòng)閉鎖，根據(jù)電路的傳遞函數(shù)，可以看出，變流器的等效增益和滯后時(shí)間常數(shù)將共同構(gòu)成變流器的傳遞函數(shù)。因此通過(guò)推論可以獲知，隨著電壓的跌落，逆變電網(wǎng)的電路輸出電流除了會(huì)在幅值上發(fā)生深刻變化之外，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的相位變化，從而引發(fā)電網(wǎng)故障。

1.2 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響

首先在研究和觀察當(dāng)中，并網(wǎng)后的分布式電源其容量的變化會(huì)對(duì)電壓曲線產(chǎn)生影響。本文在對(duì)分布式電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)其他運(yùn)行條件進(jìn)行設(shè)置后，使其保持不變，而單獨(dú)改變分布式電源的容量，在最大運(yùn)行方式之下，相同的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、負(fù)荷大小，分布式電源功率以0.9運(yùn)行，可以看出，隨著分布式電源容量的不斷增加，上游饋線傳輸速率出現(xiàn)了明顯的減小，饋線電壓則開始升高，而潮流則不斷衰退；下游饋線傳輸速率基本保持不變，潮流變化也較為微弱，而其所在的電壓節(jié)點(diǎn)的電壓則被太高，導(dǎo)致下游饋線整體電壓升高[1]。此外，分布式電源的位置和電源功率也會(huì)造成對(duì)電網(wǎng)電壓的影響，例如對(duì)分布式電源出力設(shè)置為5MW、7MW、10MW時(shí)，通過(guò)不同位置接入電網(wǎng)后，饋線電壓曲線出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)，可以表明，在不同滲透率的分布式電源分布在不同位置進(jìn)行分布中，電壓分布的差別極大，同時(shí)分散電源所形成的電壓曲線，相較于集中電源也更為平滑。

1.3 分布式電源對(duì)繼電保護(hù)的影響

在目前的電網(wǎng)配電系統(tǒng)當(dāng)中，配電的方式往往基于經(jīng)濟(jì)角度考慮而選擇放射狀布置。為了能夠保證過(guò)電流保護(hù)，在放射電力系統(tǒng)當(dāng)中，需要采用系統(tǒng)側(cè)斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)故障電流的斷開。在只有一個(gè)電源提供電流的情況下，系統(tǒng)側(cè)斷路器作為繼電保護(hù)能顧對(duì)電流情況作出充分判斷，從而確定其是否屬于故障電流，最終明確斷開方法。而當(dāng)電網(wǎng)中電源方式改為分布式之后，配電網(wǎng)的多電源結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)短路電流大小、方向的改變，從而嚴(yán)重影響繼電保護(hù)對(duì)電流判斷的準(zhǔn)確性。

2 利用雙饋風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)保護(hù)的方式

在分布式電源的并網(wǎng)過(guò)程中，電源形式的改變深刻地影響著傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行安全。為了能夠解決影響，本文借助雙饋風(fēng)電場(chǎng)的方式來(lái)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)。

2.1 電網(wǎng)故障分析

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)故障分析當(dāng)中，包含對(duì)稱短路分析和不對(duì)稱短路分析兩種分析模式，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障的判斷。但是在分布式電源并網(wǎng)當(dāng)中，傳統(tǒng)的分析方法已經(jīng)不再適用。以不對(duì)稱短路分析為例，這種分析方法主要依賴交流側(cè)電流的正序分量，因此當(dāng)實(shí)際發(fā)生電網(wǎng)故障時(shí)，電壓不發(fā)生驟降，那么不對(duì)稱短路分析將無(wú)法進(jìn)行工作。本文在面對(duì)這一問題時(shí)，結(jié)合分布式電源的需要，設(shè)計(jì)了新的故障分析方法。首先，在電網(wǎng)故障發(fā)生時(shí)，電網(wǎng)內(nèi)無(wú)論正序電流還是負(fù)序電流都只輸出正序電流，因此可以通過(guò)受控正序電流源的等效方法，構(gòu)建等值電路。其次，對(duì)于負(fù)序以及零序網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，則可以選用傳統(tǒng)方法對(duì)其進(jìn)行電壓表示，從而將正序故障網(wǎng)絡(luò)清晰地分成故障前正常和故障附加兩種網(wǎng)絡(luò)類型，通過(guò)分量和接入節(jié)點(diǎn)內(nèi)有源節(jié)點(diǎn)的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障的判斷[2]。

2.2 新型距離保護(hù)

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為主要分布式電源的電網(wǎng)當(dāng)中，由于受到自然環(huán)境和條件的限制，其所采用的就地并網(wǎng)方式往往尾單元連接，冰溝城集約式風(fēng)電場(chǎng)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的保護(hù)，本文利用了雙饋風(fēng)電場(chǎng)當(dāng)中的新型距離保護(hù)技術(shù)，來(lái)避免電網(wǎng)受到如功率驟降、聯(lián)絡(luò)線脫網(wǎng)等危害。在具體的實(shí)施過(guò)程中，本文選用輸電線路的微分方程進(jìn)行保護(hù)方案的設(shè)計(jì)，并通過(guò)低通濾波、故障點(diǎn)電壓重構(gòu)、故障距離迭代來(lái)實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)。首先，需要完成對(duì)電壓和電流的處理，本文選用二階巴特沃斯的低通濾波器，降低電壓電流的高頻分量，使電流、電壓的具體數(shù)值得到測(cè)量，同時(shí)結(jié)合電氣參量，構(gòu)建了參數(shù)模型，來(lái)對(duì)原始輸電線路進(jìn)行模擬，在模擬的過(guò)程中，需要結(jié)合輸電線路等傳變?cè)韺?duì)測(cè)量值進(jìn)行分析。為了提升故障點(diǎn)電壓保護(hù)能力，還要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu)，最后，利用迭代算法完成對(duì)距離保護(hù)準(zhǔn)確性的計(jì)算。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在目前的新能源分布式電源接入傳統(tǒng)電網(wǎng)的過(guò)程中，新的分布式電源除了會(huì)造成電網(wǎng)故障之外，還會(huì)對(duì)電壓、繼電保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響，從而影響電網(wǎng)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。為了保證分布式電源能夠真正應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)，本文通過(guò)雙饋路風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線的距離保護(hù)方式，對(duì)故障情況進(jìn)行檢測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)。

[1]劉健,張小慶,同向前.含分布式電源配電網(wǎng)的故障定位[J/OL].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(02)：36-42+48.(2012-12-07).

[2]鮑薇,胡學(xué)浩,何國(guó)慶.分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2012,36(11)：46-52.