分布式电源并网对继电保护的影响分析

分布式电源并网对继电保护的影响分析

马晓龙

国网青海省电力公司海西供电公司

青海 816099

摘要：伴随着全球能源问题的严峻挑战，目前，世界各国不断对分布式电源的发展进行了进一步的研究。分布式电源在应用的过程中，主要利用了清洁的可再生能源，不会对环境造成极大的污染，同时，这种供电方式具有多样性的特征符合目前社会的发展特点。但是分布式电源并网后，会对配电网的继电保护系统产生一定的影响，由于分布式电源接入时可能会出现电流以及电压的波动性，如果大量的分布式电源接入到区域电网中，很可能会对区域电网的稳定运行带来极大的挑战。本文主要是分析了分布式电源并网后对区域配电网络中的继电保护系统带来的影响，希望能够为改善分布式电源的接入方式提供参考意见。

关键词：分布式电源；配电网络；继电保护系统；主要影响

在我国社会经济迅速发展的过程中，电力行业成为人们的日常生活以及社会生产提供了重要的能源支持。电力网络的配置以及建设质量会直接影响到国家能源的供应，对国家经济的持续发展意义非凡。因此，在新时代的国家战略中，对国家电网的供电能力以及供电稳定性提出了更加严格的要求。在国家提倡绿色低碳环保的发展规划理念下，分布式电源并网成为近年来电网建设过程中研究的热点问题。分布式电源接入到区域电网系统中能够为配电网提供更加高效的供电能力。但是由于在接入过程中可能会受到电压或电流值的波动影响，也会对配电网络的安全性造成威胁。因此，必须全方位的分析，分布式电源接入过程中对配电网络的继电保护系统带来的影响，才能够通过有效地应对方式解决这一问题，不断提升区域电网运行的稳定性。

一、分布式电源并网接线的主要方式

分布式电源通常是指功率控制在50MW的小型模块式电源，这种电源通常分布在大负荷电网周围，并且与附近的环境具有良好的兼容性。分布式电源能够为用户提供随时随地的充电服务，通常情况下，建设在用户所在场地以及附近的集中供电处。很多用户在应用分布式电源时，主要以自发性的应用方式为主，同时多余出来的电量还可以用于上网。这种分布式的电源在并入到区域电网的过程中，能够对电网供电的水平进行合理的调节。

分布式电源并网的过程中，具有不同的电压等级，而对电压等级的确立可以根据设备的容量进行选择。如果分布式电源高低两级的电压都具备接入区域电网的条件，那么应该优先采用低电压端接入区域定了。目前，按照分布式电源并网电压的等级以及不同的并网方式，10KV，分布式电源接入配电网络过程中，主要采用了10 KV馈线接入和10 KV专线接入两种方式。

使KV馈线接入方式主要是采用了容量较小的分布式电源直接接入到220v的用户端，在接入过程中提供的发电量，首先供给本地用户进行使用，多余出来的电量可以用于上网以及调节电网的余缺部分。10KV专线接入这种方式，主要是应用在分布式电源容量较大的情况下，例如太阳能光伏发电、风力发电等等。这种容量较大的分布式电源，在接入过程中，可能会产生较大的电压或电流波动，从而影响到区域电网的运行稳定性^[1]。

二、分布式电源并网对继电保护系统带来的影响

（一）短路电流情况下对继电保护系统带来的影响

如果采用10 KV馈线接入的方式将分布式电源接入到区域供电网络中，就可能会导致电路网络出现电流保护的失误操作。我们以图一为例（如图1所示），当分布式电源接入在继电保护装置的下游区域，那么系统f₂点处或10 KV母线其他馈线f₃点处发生接地故障时，分布式电源就会对断路器一产生逆流影响。如果f₂点或f₃点处发生接地故障，那么，通过断流器一存在数值较大的电流值，这时，分布式电源就会为电网系统中的短路电流提供较大的作用，导致电网中的继电保护系统出现失误操作^[2]。

图1

（二）分布式电源并网后，对继电保护系统自动重合闸带来的影响

如果采用馈线接入的方式，就可能会对配电网络的自动重合闸带来两种潜在的影响。

第一，非同期重合。分布式电源在接入到区域电网后，如果故障问题出现在系统电源与分布式电源之间的线路中，那么，继电保护系统将会快速识别故障部位并且切除掉故障线路。这时，如果分布式电源不能够在重合闸动作之前退出，接入或者再次并网时接入的动作与配电网重合闸的时间不匹配，就可能会导致继电保护系统出现非同期自动重合闸动作，最终引发重合闸失败。如果分布式电源接入时本身的电容量较大，在出现非同期合闸的状况下还可能会释放出较大的冲击电源，这种瞬时的冲击电流很可能会对分布式电源以及区域配电网络带来巨大的冲击，从而造成短时间内的电流波动状况。

第二，故障点电弧重燃的问题。如果区域电网中的机电保护系统识别到故障问题，很可能会引发跳闸动作，但是必须为故障点留出充分的电弧熄灭时间，才能确保重合闸成功操作。但是如果分布式电源接入到供电网络中，在故障部位跳闸过后，如果分布式电源不能及时断开，那么，分布式电源系统还会持续为故障点提供电流，就会导致电弧持续燃烧，故障问题得不到有效地解决。这时如果继电保护系统依然进行重合闸操作，就可能会引起电流的瞬时跳跃，从而出现绝缘体断裂的问题，进一步地扩大事故范围

^[3]。

（三）对继电保护系统下的电能质量带来的影响

采用10 KV馈线接入的方式将分布式电源接入到区域供电系统中，对分布式电源接入的变电站母线以及其他馈线电压都会有短时间的抬升作用。与此同时，分布式电源接入配电网络的，会影响到供电网络中电压的分布状态。如果分布式电源的接入点更加接近线路的末端，那么，线路的电压就会持续抬高，这种电压持续升高的情况，会导致继电保护系统出现错误识别以及错误操作的问题，从而影响到继电保护系统对故障问题的识别和操作^[4]。

结语：

综上所述，分布式电源接入到区域配电网络中能够为配电网络提供更多的电量，但是由于在接入过程中可能会出现短时间的波动问题，也会影响到配电网络中继电保护系统对故障的识别和操作。因此，必须要不断改善分布式电源并网的接入方式，才能够有效地提升分布式电源并网后配电系统运行的稳定性。

参考文献：

[1]窦小晶，薛钊，叶日新，穆海宝.10KV分布式电源并网对配电网继电保护的影响分析[J].智慧电力，2019,4712:117-122.

[2]洪叶.分布式电源并网对继电保护的影响研究[J].电气开关，2020,5802:41-45.

[3]高亮，郎陈杰，夏能弘.分布式电源并网条件下配电网继电保护方案设计[J].电力系统保护与控制，2017,4518:143-149.

[4]舒逸石，管霄，马丽丽.浅析分布式电源并网对系统继电保护的影响[J].山东工业技术，2017,19:188.