新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學院 張衛(wèi)斌 李 靜

在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，人們對電能的需求也在不斷增加，為了能夠滿足人們對電能的需求，各大企業(yè)以及政府等都加大了對電力系統(tǒng)的建設(shè)，而分布式電源是指分散于各個區(qū)域中的小規(guī)模發(fā)電機組或負荷，能夠與配電網(wǎng)相連，實現(xiàn)無人值守、能源雙向流動、可再生等特點。分布式電源接入配電網(wǎng)后，能夠在一定程度上提高電能質(zhì)量以及供電安全性，而且能夠減少對傳統(tǒng)電源的依賴程度。但是，隨著分布式電源接入配電網(wǎng)的數(shù)量逐漸增加，其接入方式也在不斷發(fā)生變化[1]。

1 配電網(wǎng)故障時保護配置及原則

配電網(wǎng)的短路故障一直是影響其正常運行的主要原因，隨著分布式電源接入，配電網(wǎng)短路故障時會出現(xiàn)一定程度的短路電流，這會對系統(tǒng)繼電保護造成一定影響。因此，在分布式電源接入配電網(wǎng)過程中，需要對其繼電保護進行合理配置，并加強原則的應(yīng)用。

一是提高選擇性。根據(jù)配電網(wǎng)故障發(fā)生原因可知，目前國內(nèi)多數(shù)用戶使用的都是三相四線制低壓配電系統(tǒng)，因此為了減少線路短路故障引起的電能損失，以及故障帶來的經(jīng)濟損失等方面的影響，必須在配電網(wǎng)發(fā)生故障時采用相應(yīng)保護裝置。當出現(xiàn)單相接地故障時，需要選擇可靠的接地保護裝置。若系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障，則可選用零序電流保護；而當系統(tǒng)發(fā)生相間短路故障時，需要選擇速斷電流保護；當發(fā)生兩相短路故障時，可以選擇方向電流保護。同時，還需要在不同位置安裝相應(yīng)的保護裝置。

二是增加靈敏性。配電網(wǎng)線路出現(xiàn)短路問題后，需要根據(jù)實際情況采取相應(yīng)措施進行處理。其中，電流保護、距離保護以及過流保護等是常用的三種方式。一般情況下，若配電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時，則可選擇電流速斷保護；如果是相間故障則可以選用距離保護；如果是單相接地故障就需要采取方向電流保護，以及過流保護等方式進行處理[2]。

2 分布式電源對保護系統(tǒng)影響的原因分析

在實際應(yīng)用中如果分布式電源接入配電網(wǎng)后，對配電網(wǎng)的繼電保護產(chǎn)生影響，則需要對其原因進行深入分析探究并采取相應(yīng)措施解決問題。

2.1 提高保護裝置的性能

在分布式電源接入配電網(wǎng)后，為了保證其對保護系統(tǒng)產(chǎn)生的影響可以降低，需要提高保護裝置的性能，從而保證其能夠在不同情況下正常工作。具體來說，在實際應(yīng)用中可以通過以下幾種方式來提高保護裝置的性能。

首先，適當提高保護裝置的靈敏度。如果要將分布式電源接入到配電網(wǎng)中，會對現(xiàn)有的繼電保護系統(tǒng)造成影響，因此為了保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，需要在實際應(yīng)用中通過一定措施提高其靈敏度。但是如果靈敏度過高的話就會導(dǎo)致故障電流增大，所以在實際應(yīng)用中需要根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的具體情況對其進行適當調(diào)整，從而保證保護裝置能夠在不同情況下正常工作。

其次，增加保護裝置的可靠性。如果要將分布式電源接入到配電網(wǎng)中就需要使其對繼電保護系統(tǒng)造成影響，因此為了保證其能夠在不同情況下正常工作需要從以下方面進行著手：一是需要對其自身的故障電流進行正確計算；二是需要對保護裝置參數(shù)進行設(shè)置；三是需要根據(jù)實際情況合理選擇保護裝置。只有通過這些措施才能保證繼電保護系統(tǒng)不會受到分布式電源接入配電網(wǎng)后的影響[3]。

2.2 保證保護系統(tǒng)的可靠性

在目前的配電網(wǎng)中，繼電保護裝置主要采用的是電流保護，這就使其容易出現(xiàn)誤動或拒動現(xiàn)象。因此，為了消除這種現(xiàn)象，需要加強對保護系統(tǒng)可靠性的研究工作。首先應(yīng)重視繼電保護裝置的安裝工作，同時還要對繼電保護裝置的可靠性進行檢查。由于目前配電網(wǎng)中使用的保護裝置可靠性較差，所以在實際應(yīng)用中應(yīng)加強對繼電保護裝置可靠性的研究工作。另外，還需要重視對繼電保護裝置檢測技術(shù)進行改進。在實際應(yīng)用中，可通過以下措施來保證繼電保護裝置的可靠性，具體措施見表1。

表1 保證繼電保護裝置的可靠性措施表

2.3 完善故障信息系統(tǒng)

在實際應(yīng)用中應(yīng)該完善故障信息系統(tǒng)，使其能夠?qū)崟r、準確地采集到配電網(wǎng)故障信息，從而為繼電保護提供數(shù)據(jù)支持。目前，我國的配電網(wǎng)繼電保護還存在著一些問題，其主要表現(xiàn)在：第一，繼電保護系統(tǒng)存在著不健全現(xiàn)象。這主要是由于我國在對配電網(wǎng)進行改造時對其保護的配置情況、繼電保護的相關(guān)原理，以及繼電保護設(shè)備的維護保養(yǎng)等方面沒有明確的要求。并且在實際應(yīng)用中，由于缺乏繼電保護設(shè)備，使其無法適應(yīng)實際應(yīng)用的需要。因此，在對配電網(wǎng)進行改造時需要加強對繼電保護系統(tǒng)的建設(shè)。

第二，在對繼電保護系統(tǒng)進行維護時，會出現(xiàn)相關(guān)工作人員無法及時了解到系統(tǒng)運行狀況、維護不到位等問題。因此，要建立故障信息系統(tǒng)，使其能夠與繼電保護系統(tǒng)緊密結(jié)合到一起，進而提高繼電保護設(shè)備的維護工作水平。

第三，繼電保護設(shè)備的選型沒有根據(jù)實際應(yīng)用需要進行選擇。對于這一問題，需要從以下幾個方面入手：首先是對配電網(wǎng)中繼電保護的原理進行詳細研究分析。在分析時可選取不同類型、不同型號的繼電保護設(shè)備進行對比分析，通過比較可以找到最適合于配電網(wǎng)運行情況、應(yīng)用效果最佳的繼電保護設(shè)備。其次是根據(jù)實際應(yīng)用情況來選擇不同類型、型號的繼電保護設(shè)備。最后是根據(jù)繼電保護設(shè)備使用需要來確定不同類型、型號的繼電保護設(shè)備之間是否存在著兼容性問題[4]。

3 分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護的改進措施

3.1 提升繼電保護靈敏度

為了保證配電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運行，需要提高繼電保護靈敏度。在配電網(wǎng)繼電保護中，如果存在部分節(jié)點出現(xiàn)故障問題，在出現(xiàn)故障問題后，如果保護裝置不能夠快速地對故障進行處理，那么可能會影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在實際應(yīng)用中，需要加大對繼電保護的重視程度。在保證整個電力系統(tǒng)安全性與可靠性的基礎(chǔ)上，采用分布式電源提高整個電力系統(tǒng)的靈敏度。需要將分布式電源與配電網(wǎng)繼電保護進行合理配合，這樣可降低分布式電源接入對配電網(wǎng)繼電保護的影響。

通過對繼電保護靈敏度進行全面檢測可以發(fā)現(xiàn)，部分節(jié)點出現(xiàn)故障問題，在對該節(jié)點進行處理時，需要全面考慮整個電力系統(tǒng)。但是由于分布式電源接入配電網(wǎng)后，導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)中存在多個節(jié)點出現(xiàn)故障問題，因此需要將一些節(jié)點與整個配電網(wǎng)繼電保護相配合，確保整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。如果在對配電網(wǎng)繼電保護進行檢測時發(fā)現(xiàn)存在部分節(jié)點出現(xiàn)故障問題，需要將相關(guān)故障點隔離出來，保證整個電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運行。

3.2 優(yōu)化保護配置

針對配電網(wǎng)繼電保護存在的問題，需要對其進行優(yōu)化。優(yōu)化保護配置，包括以下三個方面（如圖1所示）。首先，對電流互感器配置方式進行優(yōu)化。由于分布式電源的容量一般較大，因此配電網(wǎng)中需要配備大量的電流互感器，但是分布式電源接入到配電網(wǎng)后，將會對配電網(wǎng)中的電流互感器產(chǎn)生較大的影響。為了保證配電網(wǎng)中的電流互感器不會受到較大影響，需要將電流互感器配置為選擇性差動保護裝置。

圖1 優(yōu)化保護配置方法

其次，對繼電保護整定方案進行優(yōu)化。針對分布式電源接入配電網(wǎng)后對配電網(wǎng)繼電保護產(chǎn)生的影響，可將定值整定為過電流保護或者后備保護兩種方案。而過電流保護不會受到分布式電源容量的影響，所以可將其作為后備保護配置在配電網(wǎng)繼電保護裝置中。

最后，對主保護與后備保護配合原則進行優(yōu)化。在對主、后備保護進行配合時，需要確保兩種繼電保護裝置可以協(xié)調(diào)配合。如果兩種繼電保護裝置在配合中存在較大差異的話，則無法充分發(fā)揮其作用；如果兩種繼電保護裝置在配合中不存在差異的話，則可保證配電網(wǎng)在正常運行狀態(tài)下達到自愈目的。例如，對于一些電壓等級較低的配電網(wǎng)來說，為了實現(xiàn)其自愈功能的話，則需要將主、后備保護裝置均設(shè)置為距離故障點較近的位置。

3.3 實施饋線自動化

饋線自動化是實現(xiàn)配電網(wǎng)繼電保護功能的重要手段，是配電網(wǎng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展方向。饋線自動化的主要方式為：首先，系統(tǒng)會將負荷開關(guān)與快速定位開關(guān)安裝到主干線上。在主干線上設(shè)置有過流、零序電壓等保護裝置。在系統(tǒng)運行期間，這些保護裝置能夠及時對故障進行判斷，并且可將故障信息傳輸?shù)街鞲删€的各個開關(guān)中，進而實現(xiàn)故障定位的目的。其次，饋線自動化可以實現(xiàn)對開關(guān)狀態(tài)的識別。在主站系統(tǒng)中，會根據(jù)線路的實際情況對各節(jié)點進行相應(yīng)的控制。在此基礎(chǔ)上，主站能夠?qū)收衔恢靡约肮收项愋瓦M行識別與判斷。在發(fā)生故障后，工作人員能夠快速做出相應(yīng)的處理措施，從而提高配電網(wǎng)繼電保護功能的運行效率。在此基礎(chǔ)上，工作人員能夠?qū)⒐收闲畔鬏數(shù)街髡局?，進而實現(xiàn)對配電網(wǎng)繼電保護裝置的優(yōu)化配置。

在實施饋線自動化中還會遇到一些問題：首先，在實施饋線自動化時會出現(xiàn)不能完成自動轉(zhuǎn)換開關(guān)動作等情況。此時，工作人員需要進行手動處理。其次，在實施饋線自動化時，需要對斷路器進行操作。如果斷路器出現(xiàn)問題則會影響到整個配電網(wǎng)的運行情況，所以需要選擇質(zhì)量好、性能可靠的斷路器用于配電系統(tǒng)中，提高配電網(wǎng)繼電保護裝置的安全性與穩(wěn)定性，使其能夠滿足用戶對于電力系統(tǒng)的實際需求。最后，饋線自動化存在一定的局限性，在饋線自動化中，需要使用到相關(guān)的通信設(shè)備以及相關(guān)控制設(shè)備，并且還需要投入較高成本。

3.4 應(yīng)用新技術(shù)

在實際應(yīng)用過程中，需要將計算機技術(shù)與信息技術(shù)有效應(yīng)用于配電網(wǎng)繼電保護裝置中。其中，利用計算機技術(shù)可實現(xiàn)配電網(wǎng)繼電保護裝置的自動投切，并且可在一定程度上減少人為因素對配電網(wǎng)繼電保護裝置的影響。應(yīng)用信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對配電網(wǎng)的遠程監(jiān)控，通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)配電網(wǎng)繼電保護裝置與其他電力系統(tǒng)之間的信息共享，從而提高了配電網(wǎng)繼電保護裝置的可靠性。

另外，將信息技術(shù)與人工智能技術(shù)進行有效融合，可實現(xiàn)對分布式電源進行遠程監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上可實現(xiàn)對配電網(wǎng)繼電保護裝置的自動化控制。通過應(yīng)用新技術(shù)，可提高配電網(wǎng)繼電保護裝置的運行穩(wěn)定性，從而使整個電力系統(tǒng)能夠正常運行。

分布式電源的接入，不僅能夠改善配電網(wǎng)供電質(zhì)量，還對配電網(wǎng)繼電保護產(chǎn)生了重要影響，針對這種情況，應(yīng)當采取相應(yīng)措施，提高配電網(wǎng)的繼電保護性能。具體來說，應(yīng)當加強對分布式電源的管理工作，明確其接入配電網(wǎng)后對配電網(wǎng)繼電保護的影響；加強對分布式電源的研究，利用電力電子技術(shù)對分布式電源進行控制和管理；實現(xiàn)分布式電源與配電網(wǎng)繼電保護之間的配合；將分布式電源接入位置與繼電保護進行合理結(jié)合，提高配電網(wǎng)繼電保護的整體性能。