分布式发电系统继电保护技术

分布式发电系统继电保护技术

王鹏飞季嘉琪

（国网银川供电公司宁夏银川750011）

摘要：分布式发电利用其自身优势，迅速打入配电网行业的内部，现今已成为配电网运行中不可或缺的重要组成成分。不过，由于该技术是同电网相连接，因此需要思考的方面还有很多，特别是影响方面，对于不同类型的电网不但需要接入分布式发电端口，而且还需要配备相应的防护设施，只有这样在运行时对电网起到保护的功效。

关键词：分布式发电；继电保护；解决对策

引言

电力作为现代社会发展的动力，如何改变电力来源结构，使得电网采用清洁高效能源已经成为电力企业与相关研究者的一个重要课题。分布式发电以小规模、分散式的方式布置在用户附近，可独立为用户供应电能。分布式发电以其灵活、高效性受到广泛关注，将分布式发电与大电网相结合，可以改善能源结构，实现可持续发展。

1、分布式发电技术的概述

分布式发电简称为DG，主要是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式，并且在用户周围布设的高效的、可靠的发电单位，其通常由已液体或是气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电（光伏电池、光热发电）、风力发电、生物质能发电等构成。通过分布式发电的应用，能够对各类型可用的、分散存在的能源进行充分的利用，其中包含本地可以方便获得的化石类燃料与可再生能源，并且还可有效提升能源利用率。（1）与用户距离贴近。作为一项新型发电模式，分布式发电的一个强大的优势在于能够靠近用户终端，还可以独立、专门地为居民供电。对于一些偏远地区以及难以进行大规模电力基础作业的地区来说，是一个有效解决供电难题的措施，对于用电困难的群体来说也是一个福音。（2）面向个人，装机容量小。分布式发电系统一般容量较小，从几千瓦到几百上千千瓦，实现并网运行。（3）具有突出的经济优势。建设大型发电厂一般投资巨大，并且建设时间长。分布式发电系统一般只需几个月时间，且投资也少很多。另外，由于与用户距离近，可以进一步的减少网损。（4）供电可靠性高，电能质量好。由于分布式发电系统既可以并网运行，又可以单独运行，在电网出现停电事故时，可以及时将其与电网隔离，以实现不间断供电。（5）污染小，更环保。分布式发电所用能源为风能、水能、天然气、沼气以及太阳能等新型清洁能源，因而相对火力发电所造成的污染要小很多。

2、分布式电源对配电网继电保护的影响

2.1分布式电源对故障电流的影响

通常情况下，向配电网中引入分布式发现系统，会对到期故障电流造成一定的影响。当继电保护系统确定故障电流时，也会受到一定的影响。此情况下，为了确保继电保护系统自身效果的充分发挥，应当选用串联电抗模型，并将其作为分布式发电模型进行相关操作，可在电力系统出现故障问题时，产生与电源一样的电流，之后，系统就可依据分布式发电系统间的差异，明确不同的抗电值。所以，分布式发电在故障电流注入能力方面具备不同的表现形式。

2.2分布式电源接入容量对继电保护的影响

如果分布式电源的容量太小，那么配电线路的保护不会影响太大；如果这种容量比较小，分布式电源连接会导致故障，提示故障电流过大，对继电保护造成一定影响。如果故障发生在相邻的馈线中，它会产生一定的误差，需要对其他段的电流重新设置。在分布式电源接入位置的情况下，分布式电源的变化会对配电网的故障造成很大的影响，甚至短路电流会造成很大的变化。例如，当分布式电源的增加，目前的分布式电源的故障点会增加，在任何位置的情况下。对于同一故障，如果分布式电源流过下游故障电流增大，将导致上游保护通过电流减小，下游的保护范围会变大，而上游保护范围就会减小。

2.3分布式电源接入位置对继电保护的影响

分布式电源接入配电网后对系统短路电流的大小主要取决于接入点的等效阻抗和等效阻抗比值，保护的位置不同，其影响效果就会不同。如果分布式电源短路故障发生在下游，同时保护作用不受DG的影响，故障电流的增加将导致增加的增加短路电流的保护，最终导致保护范围是失去的选择性和灵敏度下降。如果一个故障发生在线路的末端，流过故障电流会增加，但小于在漏电流时的分布式电源。因此，我们有一个减少继电保护范围的结果。如果在上游发生分布式电源短路故障，保护动作不受DG的影响，与故障点电流的增加，原有的线路会立即变成双电源线，这时就要在对侧装设断路器，并且把断路器跳开实现切除故障的目的。分布式电源将会起到助增作用，故障电流将增加，并且大于未接分布式电源的故障电流，它会增加电流保护范围的结果。

3、分布式发电技术改进措施

3.1更新计量方式，保证双向电流流量的准确计量

分布式电站的接入使得电网从单向的输送变为有输送有接受，电网的功率、电流流量都会变为双向性。一般体现在，当用户采用的分布式电站电能产量不足以满足使用实际时，就需要电网供给补缺；而电能充裕时则可能会将多余电能输送给电网，以避免浪费。这种实际就使得电网与分布式电站的电能产生了双向流动。但是如今我国的电力统计与计费，仍然是单向计量，对于双向电能的测算与计量根本没有办法满足。新型电力模式想要普及就必然要解决这一问题。现在已有双向的计量装置，对于流入流出的电量都有分别的统计。一旦大规模应用有利于新供电模式的普及。

3.2对电压波动作有效分析计算

一般情况是，并入的电网功率较小时，并网点的选择就要慎重，电压也要控制。电网电压的波动情况，一般是电站功率的波动引起的。然而这类波动对于并网有着重大影响，所以要有一个科学的计算方法，这就需要区分电压波动来源于电网的哪一部分等情况，并采用全网频域分析法，通过各类收集的实时可用数据进行科学计算并得出结论。

3.3健全新技术的标准与规范

一个符合实际情况的标准建立健全，是需要长期研究与实践后，通过有效的参数与反应出的控制特性，以及其他各类实践体现的物理实际情况作为支撑的。一个新技术的有效应用必然要以一个温和地符合现有具体实际的情况下逐步采用。所以，对于新技术的电压稳定性、电力质量等一系列指标，都需要检验后才能接入电网使用，以保证电网稳定。

3.4添置方向性设备和断路器

在路线中接上分布式发电电源，会发生与单向输出电流相反的电流输出，对配电网的继电保护设施作用产生影响，据此，可以在分布式发电上游两侧置方向性设备，且也可以在保护的对边添置断路器，以此对电路故障进行控制，当然，要在实际情况下进行重合闸操作，此做法提高了继电保护设施的灵敏度。而在分布式发电下游可以将分布式发电电源转换为辅助增电型电源，且将每段电路的继电保护设施进行调整，保留其三段式配电网电路电流，此法将有效避免分布式发电对配电网继电保护设施的

结束语

分布式发电技术在运用过程中，提高能源利用率的同时降低配电网系统带来的环境负面影响，且提高了供应电能的经济效益。当然这样的新型手段，还需要不断改进，以实现更高层次的可靠性、安全性以及稳定性，保障分布式发电的继电保护功能。

参考文献：

[1]钱利宏.含分布式电源主动配电网的保护策略研究[D].北京交通大学，2015.

[2]胡奕挺.分布式电源对电网的影响及准入容量的研究[D].华北电力大学，2015.

作者简介：

（王鹏飞，1991年11月21日，现助理：工程师，工作单位：银川供电公司）

季嘉琪，1991年2月，现职称：助理工程师，工作单位：银川供电公司。