潘劍虹 陳劍鋒

摘 要：隨著政府倡導(dǎo)的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)創(chuàng)建目標(biāo)影響力不斷升級(jí)，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等分布式電源系統(tǒng)開始大規(guī)模接入我國(guó)電網(wǎng)，配電系統(tǒng)故障后電氣特征量也因此日漸復(fù)雜化，基于此，本文簡(jiǎn)單介紹了分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)平臺(tái)的構(gòu)成，并詳細(xì)論述了分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)，希望由此能夠?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來(lái)一定啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：分布式電源系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置；防孤島保護(hù)裝置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.160

0 前言

分布式電源系統(tǒng)改變了我國(guó)傳統(tǒng)的單電源輻射型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但我國(guó)配電網(wǎng)短路水平、電壓分布、無(wú)功功率、故障清除等方面也受到了較為深遠(yuǎn)影響，分布式電源引發(fā)的繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作問題近年來(lái)在我國(guó)各地的出現(xiàn)頻率也因此不斷提升，而為了盡可能抑制分布式電源系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)面影響，正是本文圍繞分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)開展具體研究的原因所在。

1 分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)平臺(tái)

1.1 模型構(gòu)建

分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)平臺(tái)的建設(shè)需要得到光伏電源系統(tǒng)物理模型、永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)物理模型、雙饋異步風(fēng)機(jī)系統(tǒng)物理模型的支持，綜合分析這類模型發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)、分布式電源均屬于分布式電源系統(tǒng)短路電流來(lái)源，而受到不同分布式電源控制策略的影響，電壓跌落后輸出電流不同情況在分布式電源系統(tǒng)中較為常見，而經(jīng)過變壓器流向故障點(diǎn)，則使得分布式電源系統(tǒng)相較于常規(guī)電源在短路電流特征方面具備顯著特點(diǎn)，深入了解這種特點(diǎn)便能夠?yàn)榉植际诫娫聪到y(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供有力支持[1]。

1.2 平臺(tái)構(gòu)成

為實(shí)現(xiàn)分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)的高質(zhì)量應(yīng)用，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)界圍繞分布式電源接入帶來(lái)的繼電保護(hù)動(dòng)作行為、原理影響開展了大量研究，我國(guó)電力科學(xué)研究院電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心開展的相關(guān)研究便屬于其中典型，這類研究建設(shè)的分布式電源接入配網(wǎng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)平臺(tái)則為我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展、分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)的推廣提供了有力支持。深入分析不難發(fā)現(xiàn)，該檢測(cè)平臺(tái)由風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、變壓器、輸電線路等物理模擬單元組成，而通過平臺(tái)中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)型模擬分布式電源、逆變器型模擬分布式電源、外部等值電源、發(fā)電機(jī)以及各類保護(hù)裝置，即可更好滿足分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用需要。值得注意的是，結(jié)合我國(guó)分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，該檢測(cè)平臺(tái)具備靈活調(diào)節(jié)火電廠對(duì)風(fēng)電連接系統(tǒng)支持的能力，這使得檢測(cè)平臺(tái)可組成不同系統(tǒng)運(yùn)行方式、不同故障位置、不同容量分布式電源、不同故障類型、不同容量負(fù)荷的高質(zhì)量模擬，由此實(shí)現(xiàn)的高質(zhì)量繼電保護(hù)裝置閉環(huán)測(cè)試自然可最大化發(fā)揮分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)效用。

2 分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)

分布式電源系統(tǒng)的接入使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)短路電流方向、大小出現(xiàn)了不同程度的變化，分布式電源系統(tǒng)接入位置、DG類型也可能引發(fā)原保護(hù)系統(tǒng)的不正確動(dòng)作等問題，為了避免問題出現(xiàn)，需要結(jié)合上文提及的分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)平臺(tái)，有針對(duì)性的應(yīng)用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)。

2.1 系統(tǒng)保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)

系統(tǒng)保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)屬于較為典型的分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)，可較好服務(wù)于10kV～35kV電壓等級(jí)分布式電源系統(tǒng)的接入，在專線接入方式、光纖電流差動(dòng)保護(hù)、“T”型線路接入方式的支持下，系統(tǒng)保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)可更好發(fā)揮自身效用。一般情況下，在分布式電源系統(tǒng)的電源側(cè)與并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置兩段過流保護(hù)、零序電流保護(hù)、低/過頻率保護(hù)、低/過電壓保護(hù)可有效提升繼電保護(hù)裝置效用發(fā)揮，而逆變器類型分布式電源的繼電保護(hù)則需要考慮兩段低壓跳閘定值的設(shè)置。如逆變器具備低電壓穿越能力，該能力應(yīng)與低壓保護(hù)相結(jié)合，結(jié)合并網(wǎng)點(diǎn)電壓進(jìn)行閉鎖輸出的控制也將為系統(tǒng)保護(hù)裝置檢測(cè)提供支持。在具體檢測(cè)中，可采用模擬不同位置、不同類型故障的形式，以此考核各級(jí)保護(hù)動(dòng)作效用發(fā)揮，即可保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行與較高靈敏度，改變分布式接入容量也將為系統(tǒng)保護(hù)裝置檢測(cè)的更好開展提供支持[2]。

2.2 防孤島保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)

對(duì)于同步電機(jī)、異步電機(jī)類型的分布式電源來(lái)說，二者無(wú)需設(shè)置專門的孤島保護(hù)，但為了保證繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，線路保護(hù)與分布式電源切除時(shí)間的配合必須得到關(guān)注，非同期合閘問題也將由此得以解決。而對(duì)于變流器類型的分布式電源來(lái)說，防孤島保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用必須實(shí)現(xiàn)孤島的快速監(jiān)測(cè)，由此實(shí)現(xiàn)快速斷開分布式電源與電網(wǎng)連接。值得注意的是，防孤島保護(hù)動(dòng)作時(shí)間需控制在2s內(nèi)，且短于重合閘、電網(wǎng)側(cè)備自投動(dòng)作所需時(shí)間。

2.3 自動(dòng)重合閘及并網(wǎng)技術(shù)檢測(cè)技術(shù)

為盡可能降低分布式電源對(duì)電網(wǎng)造成的負(fù)面影響，其在發(fā)生擾動(dòng)脫網(wǎng)后的并網(wǎng)必須保證自身頻率與電壓恢復(fù)到正常范圍，而對(duì)于380V電壓等級(jí)的分布式電源來(lái)說，其擾動(dòng)脫網(wǎng)后的并網(wǎng)還需在恢復(fù)正常情況后進(jìn)行一定延時(shí)（一般大于20s）。值得注意的是，分布式電源擾動(dòng)脫網(wǎng)后的并網(wǎng)延時(shí)由電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)給定，電壓等級(jí)較高（如10kV～6kV）的分布式電源恢復(fù)并網(wǎng)還需要經(jīng)過電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的允許。

2.4 故障錄波檢測(cè)技術(shù)

故障錄波儀屬于分布式電源變電站（10kV～35kV）的重要組成，故障錄波儀具備自動(dòng)記錄故障前10s到故障后60s情況的功能，由此即可為分布式電源相關(guān)故障的處理提供重要依據(jù)，分布式電源繼電保護(hù)裝置的效用最大化發(fā)揮也將獲得更有力保障。

3 結(jié)論

綜上所述，分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)具備較高推廣應(yīng)用潛力，而在此基礎(chǔ)上，本文涉及的系統(tǒng)保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)、防孤島保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)重合閘及并網(wǎng)技術(shù)檢測(cè)技術(shù)、故障錄波檢測(cè)技術(shù)，則提供了實(shí)踐價(jià)值較高的路徑建議。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)界應(yīng)加強(qiáng)分布式電源故障特征、故障暫態(tài)機(jī)理的更深入研究，由此即可為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展提供更有力支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏幫強(qiáng).分布式電源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)初探[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（15）：211.

[2]張凱翔，張肖青.分布式電源對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析[J].供用電，2017（3408）：47-51.

作者簡(jiǎn)介：潘劍虹（1986-），男，浙江溫州人，本科，工程師，研究方向：繼電保護(hù)。