分布式发电对配电网继电保护的影响分析论文_刘贵岩

分布式发电对配电网继电保护的影响分析论文_刘贵岩

(广州华润热电有限公司 广东省广州市 511455)

摘要:分布式发电由于其自身的环保高能特性,近几年在我国发展迅速,但是分布式发电系统使用过多,会导致原来的配电网电流分布被改变,影响配电网继电保护装置的正常运行。所以文章对分布式发电的概念以及分布式发电的优点做了相关的介绍,同时探究了分布式发电对配电网继电保护的影响,希冀对保护分布式发电技术下配电网继电保护正常运行有所帮助。

关键词:分布式发电;配电网;继电保护;影响

0引言

我国当前面临着资源日益减少、能源利用紧张的局面,人们对可再生能源的开发利用越来越重视。分布式发电技术具有环保高能的特点,因此得到了广泛的应用。但是随着分布式发电技术的广泛运用,电力系统的运行和控制受到了重大影响,尤其是分布式发电对配电网继电保护的影响尤其严重。所以当前非常棘手的一个问题就是了解分布式发电技术对配电网几点保护措施的影响,以便探讨如何保证电力系统在分布式发电技术下正常运行。

1分布式发电的概念和特点

1.1分布式发电技术的概念

分布式发电简称DG,是近些年来新兴的发电技术,它满足了一些用户的特殊需求,能够支持原来的配电网运行模式,安装在用户处或其附近的小型发电机组。分布式发电可以根据使用技术的不同分为五种:燃气轮机发电、风力发电、小水电、燃料电池发电和光伏发电等等。

1.2 分布式发电的特点

分布式发电的优点有:①对环境的污染大大降低;②终端客户的消费大大降低;③能源的来源比较多样,使用起来灵活性和效率都比较高等等。所以随着对分布式发电技术越来越深入的研究以及设备成本的日渐减少,其在电力系统中越来越受欢迎。当前分布式发电当中的并网运行是一个重要的发展趋势,因为容量比较小,所以一般需要通过配电网将其接入电力系统。如此在配电网中接入了分布式电源以后会对配电网络自身的结构和配电网里电流的流向大小和分布都产生深刻的影响,给电力系统的调度以及运行都带来了一系列的问题。配电网继电保护装置对电力系统稳定运行起到了关键作用,所以必须保证正常运行,不受分布式发电技术的影响。

分布式发电的电源适合在中压或者低压的配电网中运用,会对配电系统的使用产生影响。传统的配电系统只负责对用户的电量进行分配,但是分布式发电还能够把电力收集起来进行再分配,即具有功率交换的功能。所以分布式发电技术的发展目标是向着能够进行电力交换的配电系统进行的。

分布式发电技术具有分散性和随机性的特点,因此在配电网中接入比较多的分布式电源会严重影响配电系统的稳定运行。这种系统缺乏承受过载的能力,分布式发电一旦被接入电网,电网特性会产生相应的改变,此外,分布式发电所利用的电子装置也对电网原来的继电保护功能有所影响。针对这种现象,有人提出了一种保护分布式电源并网的自动装置配置方案,采用纵向联系保护的方式代替原来的距离保护方式使并网后供电相对稳定可靠。分布式电源注入多少容量需要根据供电后的可靠性来确定,要对注入分布式电源容量的基本条件有所掌控。这种保护方式叫做主从式区域纵联保护方案,此方案以纵联比较保护为原理,通信为基础,解决了高渗透率配电网继电保护的问题,保护了配电变电站。

2配电网的特点以及保护配置

配电网的不同主要是拓扑结构类型不同,根据对供电的可靠性要求不同可以分为环网式接线、树干式接线以及放射式接线。而我国城乡采用最多的配电系统类型就是最后一种—放射式结构,这种结构形式相比来说接线可靠性更高,保护整定更加容易、扩充也更容易。

和传统的大容量集中发电不同,放射式结构下的分布式发电是一中发电非集中且分散的新兴技术。它采用的能源是太阳能、天然气、小型风力发电、生物能、水力发电等可再生能源,一般是设置在用户的附近,并且容量比较小。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分布式发电采用的电子装置在设计的时候要防止大电流的通过。

3分布式发电对配电网继电保护的影响

我国正在逐步建立公平竞争的电力市场,所以分布式发电适应这个趋势将会在电力市场中占据越来越多的份额。分布式发电和现有电力系用相结合,所形成的新的电力系用高效灵活,从实际上提高了社会能源的利用效率,增强了供电系统自身的稳定性、安全性以及可靠性。但是不可忽视的是,分布式发电和现有电力系统的结合也会对当前配电网络的结构、配电网的电流保护产生影响,也会影响熔断器和自动重合闸保护作用,进而对整个配电网的控制和运行产生影响。

3.1 分布式发电对两段式电流保护的影响

当分布式发电系统和原有的配电网结合以后,在发生故障的时候,因故障引起的电流分布和大小会和之前有很大的不同,这是对配电网原有继电保护装置产生影响的表现。安装了分布式电源的配电网一旦发生故障,由于分布式电源具有分流电流的功能,所以故障电流在经过保护装置时会变大或者变小,这回影响继电保护装置的保护范围和灵敏度,并影响各个保护装置之间的相互配合。

比如,把分布式电源安装到10KV的配电网里,同时把该10KV变电站设置成一个电压源,在这样的预设条件下,研究分布式发电对配电网继电保护会产生的影响。当分布式发电被接到10KV的配电网里面之后,配电网会由原来的单侧电源网络转变成新的双侧电源甚至是多侧电源网络,进而影响故障电流的方向、大小以及持续时间。

3.2 对自动重合闸的影响

根据调查显示,配电网中的瞬时性故障能够占到所有故障的80%,利用重合闸可以对这种问题进行改善,明显减少供电系统的线路停电次数,提高了系统的供电可靠性,特别是针对单侧电源的供电单回线路,效果尤其明显。所以将重合闸应用到配电网中,对于故障线路的自主恢复以及电网系统供电的可靠性有很大帮助。

接入分布式电源的配电网在电路发生瞬时故障时,分布式电源并不会在故障发生后脱离线路,而会一直将电流输送到发生故障的地方,这样就会导致故障点发生电弧现象,使自动重合闸失去作用。此外,接入分布式电源的配电网在电路发生瞬时故障时会发生电网之间的不同步性以及电力的孤岛,一旦发生这种现象,非同期重合闸会产生冲击电压和电流,这是现代电力系用要尽量避免的。所以可见将分布式电源接入配电网中能够使故障点产生持续电弧等问题,针对这一问题,可以在分布式电源的侧面安装自动解列装置,这会使分布式电源在重合闸发生动作之前将其从故障线路上切除掉,同时也可以适当的延长一些重合闸的动作时限,尽量避免故障点发生持续电弧,减小了对系统的冲击力。

3.3 对熔断器保护的影响

分布式电源接到原系统分支线会限制到熔断器的保护作用,产生两方面的危险:①分布式电源和系统的侧电源均会将故障电流输送到发生故障的点,此时一旦电流的大小过大就会将线路上下级同时破坏,电力系统原本的设计原则是在发生故障的时候熔断器不可以发生故障,但是接入分布式电源的系统保证不了这一原则。②在通往故障点的线路上传送相应的反向故障电流时,熔断器无法识别电流反向的原因,所以一旦容量过大,就会破坏熔断器。

4结束语

分布式发电是我国当前运用比较多的一种清洁高效的新型发电方式,并且具有十分广阔的前景。目前将分布式电源接到配电网中会对配电网短路电流的分布、大小以及对配电网的结构产生的相应的影响,是需要我们继续进行改进探索的,这样才能使分布式发电得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]梁有伟,胡志坚,陈允平.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J].电网技术,2013,27(12):71-76.

[2]王希舟,陈鑫,罗龙,等.分布式发电与配电网保护协调性研究[J].继电器,2012,34(3):15-19.

[3]温阳东,王欣.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].继电器,2013,24(7):12-14.

论文作者:刘贵岩

论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期

论文发表时间:2017/10/23

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