分布式新能源接入配电网的继电保护探析

分布式新能源接入配电网的继电保护探析

郑玉

国网山东省电力公司邹城市供电公司 山东济宁 273500

摘要：伴随着社会经济的飞速发展，电力资源在当前社会经济发展中发挥着非常重要的价值，所以电力企业要做好配电网的建设与继电保护工作，以此确保用户用电的安全性与可靠性。现阶段分布式新能源技术为一种应用非常广泛的发电技术，在配电网建设中应用该技术可以对网络结构的稳定性进行合理改善，预防配电网运行事故的发生，但是该种新型的发电技术在我国应用的时间较短，应用经验较为欠缺，配电网接入的该种技术常会发生各项继电保护问题，继电保护故障率高，亟待改进。

关键词 ：分布式新能源 ；配电网 ；继电保护

现代社会生活中已离不开电能，电能是推动经济发展的核心力量，是科学技术不断进步的基石。 新时代背景下，随着经济的快速发展，社会对电能的需求越来越大，电网建设规模不断扩张，供电难度和设备负荷随之提高，分布式新能源接入配电网对继电保护的影响越来越明显。分布式新能源接入配电网将改变配电网原电流分布方式，所以线路发生故障时，继电保护就可能出现拒动或勿动等现象，这将直接导致故障点扩大，影响配电网运行安全，造成非计划停电。

1 继电保护的作用及其组成

继电保护能够在电力系统、电气设备发生故障时，及时自动发出保护信号及警报信号，进行断电控制，以保护电力系统安全，防止故障点扩大，避免相关设备损坏。继电保护主要由：测量比较元件、执行输出元件、逻辑判断元件等几大部分组成。其原理是通过监测电力系统运行参数，来实施保护。电力系统运行时，其参数在故障时和正常状态时有着明显区别，这些参数包括电流、电压、功率、频率等，继电保护就是利用这些参数的变化来判断电力系统状态，分析故障范围和故障性质，作出保护动作。对于电力系统来说继电保护非常重要，是保障电力系统运行安全，降低设备故障率，提高供电可靠性、稳定性的必要环节。

2 分布式新能源概述

分布式新能源属于绿色能源，应用于发电作业中具有非常理想的环保价值，发电形式包括风能、太阳能、核能等，这些能源均为清洁无污染的可再生能源，多和低电压电网进行连接应用。但是这些能源在接入电网使用时，容易对短路电流、潮流电流造成一定的影响，并且会对电网的继电保护造成威胁，从而影响配电网运行的质量。在接入操作时，需要工作人员将发电装置（30MW 以下）安装在相应的配电工程区域内，主要有光伏发电、燃气轮机、电池等装置，这些装置均可以和电网实现有效的联合，而且设置区域非常靠近用户的用电区域，所以供电期间的电能损耗较少，供电质量较好。但是分析该种技术应用对于继电保护造成的不良影响主要有以下内容 ：首先保护拒动可以在配电网接入分布式新能源后产生，电力系统接入之后电流和电压值会相应的降低，整个电路会自动发出保护动作。其次产生保护误动，电力系统的相邻馈线在发生故障之后，会对周围的其它正常运行的馈线发生作用，引起跳闸问题，致使正常馈线无法顺利接入电源，供电异常情况出现。最后自动重合闸的故障问题，通常情况下接入分布式新能源会使得自动重合闸功能失效，在其故障发生点存在非同期重合闸情况以及电弧持续表现。因此上述不良影响的存在严重影响配电网继电保护的工作质量，需要电力企业能够对以上问题加强重视，减少不利影响，实现分布式新能源技术高质量的应用。

3分布式新能源接入配电网继电保护的影响及策略

3.1 分布式新能源对配电网继电保护的影响

在分布式新能源接入配电网中比较常见的保护是三段式电流保护，保护动作主要是由突然增大的电流而触发的电流保护，由于分布式新能源的接入，改变了配电网的故障性。分布式新能源接入配电网，在发生故障时相当于引入了额外的故障电流和潜在的双向故障电流，分布式新能源具有分流的作用，通过保护装置的电能有可能变大，也有可能变小，可以改变保护装置的范围，对继电保护带来一定的影响。配电网主要是依靠单端电源供电，所以继电网没有相关的方向元件。在接入分布式新能源的节点上，当线路发生故障时有分布式新能源提供的电流流向系统故障方向，实际上就是保护装置下方有分布式新能源时，有保护电流通过故障，由于传统的电流保护缺乏方向元件，如果故障电流超过了额定的电流值，保护就会失去选择性。

3.2降低分布式新能源对继电保护影响的策略

分布式新能源虽然具有明显的应用优势，能够很好的降低能源消耗，提高供电质量。但分布式新能源给继电保护带来的负面影响也是不可忽视的。一旦继电保护因分布式新能源发生故障，无法正常发挥职能，在配电网故障时便无法起到有效的保护作用。因此，在分布式新能源应用中，必须要做好相关设备维护，降低故障率，保障相关设备能够处于良好状态，并定期检测分布式新能源对继电保护的影响程度。设备故障的发生具有明显的突发性和偶然性，往往只进行事后维护难以取得理想效果，更会影响配电网运行安全，增加维护成本，因此定期维护必不可少。定期维护够提前排除故障隐患，避免了故障点扩大，降低分布式新能源对继电保护影响程度，保障继电保护装置运行状态。 定期维护计划制定时，应根据分布式新能源设备运行周期及电力系统运行周期与继电保护装置特征制定，以确保定期维护的科学性和合理性，保障维护有效性。定期维护后必须进行详细的维护记录。虽然设备故障具有突发性和偶然性，但同样具有规律性，不论继电保护装置，还是分布式电源一些故障的发生往往在同一元件，想要保障维护有效性，提高维护效率，掌握故障规律，进行维护记录十分有必要。通过对维护记录的总结与归纳，便能找到故障原因，掌握故障规律，明确故障点，排除故障，大大提高了维护实效性和针对性。除了要做好必要的定期维护外，还应做好继电保护装置选型，使继电保护装置能够适用分布式新能源，降低二者间的影响程度，保障二者都能处于良好运行状态中。

3.3分布式新能源接入配电网继电保护的途径分析

3.3.1后备保护、保护动作时序配合

该种继电保护技术在具体应用时需要应用阶段式过流保护方式对安装于配电网中的各个断路器进行保护，以便在通信中断时有效保护配电网。同时过流保护方式还可以在环网差动保护失效时自动发挥保护功能，可以对重合闸功能进行实现，并且未受到环网保护的支路发生问题后，通过过流保护可以将故障区域迅速的切断，以此对支路进行保护。此外过电压保护、高低频保护技术同样可以对分布式新能源配电网进行高效的继电保护。保护动作时序配合关系的把握对于配电网继电保护作用的发挥有着较大意义，其中环网差动保护能够在故障发生之后迅速的对故障区域做出判断，可以让断路器及时发挥作用；若该种保护动作在故障发生后200ms 时，仍未见故障点完全隔离处理，断路器并未发出任何动作，可以认为断路器失灵；故障后500ms 后没有隔离故障点，则认为新能源本体发出保护动作。

3.3.2 逆变型分布式电源保护

在逆变分布式电源保护中并网逆变器的控制是逆变型分布式电源系统并网控制的关键，引用比较广泛的控制策略主要是把电压作为外环，电流为内环的双环控制。逆变器在分布式电源中自身配置了相关的保护，不仅可以保护自身的安全，还能保证电网的正常运行。在并网运行过程中，实时检测自身工作状态以及交流电网的状态，一旦检测到故障及异常，逆变器会停止工作并发出报警信号，从而有效保证配电网的继电保护。

4 结语

综上所述，分布式新能源具有环保的优点，应用在电力系统中可以满足社会发展对于电力的需求，对我国电力事业的发展有重要的意义，有效降低电力运输过程中的损耗，提高供电的质量。但是分布式新能源的接入也有一定的弊端，会改变电流的分布，阻碍了继电保护，容易出现故障。因此在接入分布式新能源时要采取相关的保护措施，消除对继电保护的影响，促进我国电力事业的可持续发展。

参考文献

[1]梅一峰.浅谈分布式发电对配电网继电保护的影响 [J]. 科技创新与应用，2015（33）：178.

[2]徐妍.智能电网环境下电力系统保护新技术的研究与探讨 [D].东南大学，2015.