浅析分布式电源并网对系统继电保护的影响

浅析分布式电源并网对系统继电保护的影响

高云雯房鑫焱

（上海交通大学上海200126）

摘要：随着科技的不断进步，能源的消耗也日渐增加，电力资源的功劳功不可没，从早期集中式供电，具有消耗能源多，废弃物不易降解，且安全性能堪忧，新加入的分布式发电技术，无疑给传统的供电方式带来了一股清泉。分布式发电装置的形式多种多样，根据使用动力的来源不同，可以分为水力发电、风力发电，太阳能光伏发电，还有最常用的燃料电池发电等等。分布式电源发电形式多样，给它带来了广阔的发展前景。今天给大家介绍的就是分布式电源并入发电系统时在面对系统故障或异常情况时的解决措施。

关键词：分布式电源；系统继电保护；并网

一、简介分布式电源发电

早期的分布式电源使用的能源大都是一些对环境有一定污染的传统能源，如燃料电池发电、微型燃气轮机发电、内燃机发电等，发电的效率虽然高，但能染的不可复制性，污染性，使得人们逐渐加大新型能源在分布式电源发电的使用，像大家熟知的风能发电、水力发电，地热能发电，生物质能发电等等，这些新型能源大都输入可再生能源，对环境的污染也相对较小。分布式电源发电较传统的电源发电，它的优点在于可以充分开发利用一些相对分散的能源，大大的提高了资源利用率，我国在分布式电源发电领域十分重视，投入了大量的资金和人才，取得的成果斐然，在世界领域，我国的分布式电源发电起步较晚，但目前的水平在全世界范围内都有较高的水平，这与在分布式电源研究投入了大量心血的科学家有很大的关系[1]。

二、系统继电保护的概念

系统继电保护是在电力系统当中发生了故障或者出现了异常情况时将故障电路隔离出来，并发出警报的一种保护措施，因为早期的系统继电尝试用带触电的继电器来保护电力系统中的元件，所以人们将它简称为继电保护，系统继电保护的作用毋庸置疑是不可或缺的，从早期的元电路的红点提示，到现在越来越科学地保护措施，为系统出现问题时提供了保障，降低了损失。就我国的当前的电网状况来说，多数的企业电站采取控制时速的方法来保护企业的电网安全，但由于电站的结构问题，当新的发电系统并入电网时，会出现系统故障导致电网运行事故，所以在对电网的继电保护上，研究人员任重而道远啊。

三、分布式电源并入系统继电保护的影响

在含有分布式电源的电网当中，系统出现故障或者不正常的运行状况时，系统地处理方式主要有两种，一种是系统发现了故障时，切断即将并网的所有分布式发电装置，使电网恢复原有的拓扑结构，保护了用电装置的安全。另外一种是运用孤岛测试算法来监测分布式发电装置的孤岛运行状态，并将分布式发电装置与原电网切除。随着研究人员的不断进步，提高了电网中的分布式电源装置的容量，解决了早期了供电系统的不可靠性。目前来说，对于计算孤岛运行是分布式电源系统的一项难点。

在系统变电站中，目前的继电保护的配置是DL1和DL4配置对配电网的线路保护，和DL2和DL5的不配置保护，ZB1和ZB2配置普通微机变压器保护，中性点不接的运行。在系统电路中，假设系统A1点发生异常时，DL4保护就会在运行过程中避开断路器DL4，但分布式电源能使DL5、DL4继续向A1点传输异常电流，在ZB2中性点破幻间隙，促使间隙保护掠过分布式电源系统侧并网短路器，DL1重合匣动作成功。假设变电站的电压为较高电压，应当在DL1与DL4侧加装侧抽压PT，防止系统原电网的电源与分布式电源撞车[2]。

四、分布式电源并入系统继电保护的实现及配置的要求

在分布式电源并入系统继电保护中，应该注重两点，一是在分布式电源并入时，避免元电网遭受到分布式电源的损坏；而是在主电网中，应当避免分布式电源设备受到影响。基于两点，在保障并网运行时，应该保障系统的稳定性，安全性，并网系统的配置应当注重以下几点：1.电网侧在因故障造成异常跳闸时，电网应当切断与分布式电源的联系，左右要在分布式电源设备侧装置中安装高电压保护和低电压保护，高频率与低频率保护。2.分布式电源和主要闭合装置不可以形成事故孤岛。在存在这种行为时，会造成电网的间接性短路，影响电网的通畅。

3.在出现故障后，系统切断主电网与分布式电源的联系，在修复异常后，需要调整配电网的电压与频率稳定适合时，在可以将分布式电源并网继电保护系统。4.并网装置的主要开关和断路器需要能断开最大峰值的异常电流。5.配电网出现异常时，应当自动切断与分布式电源的联系，保护主电路。6.配电网的电压、频率、对接分布式电源的容量等等尽量不改变。7.当采用限制时速断流的继电保护时，应当尽量降低分布式电源的影响。

在注重上述几点后，对于亡羊补牢的做法也尤为重要，在电路出现异常时，不光要解决，还要记录故障原因，举个简单的例子，在分布式电源在上游短路时，继电保护不能及时的切断与故障的联系，这时电路的问题，严重会危害工作人员的人身安全。所以，在此类严重的问题上面，需要提高警惕，时时更新检测，保护电路，及时祛除故障[3]。

四、简述分布式电源并网对继电保护的基本配置

1.为保护分布式电源并网后的频率与电压与主电网项匹配，需要的配置为:过电压继电器、欠电压继电器、高频率继电器、低频率继电器、ROCOF继电器等。2.为检测故障并及时反馈，防止故障电流对设备和人员造成危害，需要的设备为：过电流继电器、方向过电流继电器、阻抗继电器等。3.监测并网系统，预防并网系统的不均现象，需要的设备有：负序过电压、过电流继电器。4.为了检测反向潮流需要的设备是：功率方向继电器。5.在处理异常后，将分布式电源重新并网继电保护中需要同期检查继电器。

总结：电力工程在我国的重要性不言而喻，如何减少电力损失，继电保护的作用极其重要，将分布式电源并网继电保护这一措施极大了提高了资源利用率，分布式并网对配电接线方式等的作用渐渐凸显，研究如何科学有效的将分布式电源并网到继电保护中去，这一课题的研究任重而道远，特别是现在全球的能源形势不容乐观，分布式电源课题、继电保护课题、两者的并网课题受到了越来越多科研人员的关注，分布式电源的并入，改变了旧时电网单一电源、放射状结构的短板，我国的科研人员在改革开放的三十年来，改变了旧时电网的种种缺点，攻克了一个又一个的科技难关，使我国的分布式电源使用水平在全世界内名列前茅，虽然在并网继电保护中起点较晚，但我认为我国的分布式电源并网继电保护的前景一片大好。

参考文献

[1]韦钢，吴伟力，胡丹云，李智华.分布式电源及其并网时对电网的影响[J].高电压技术，2014，01：36-40.

[2]李晓明，刘淑琼.分布式发电对配电网的影响及对策技术[J].2009（11）：80～83.

[3]程明.新能源与分布式电源系统（上）[J].电力需求侧管理，2003，5（3）：44～46.

作者简介

高云雯（1989-08），女，汉族，籍贯：上海，学历：研究生，研究方向：分布式电源继电保护。