（国电南瑞科技股份有限公司¹ 江苏省南京市 211106；青海黄河新能源系统集成工程有限公司² 青海省西宁市 810003）
摘要：随着国民经济的快速发展，电力需求日益增长，人们对于能源的需求不断增加，高效清洁的绿色能源的合理开发使用成为解决未来能源问题的主要出路。微电网作为分布式发电最有效的利用途径，已经逐步成为电力行业的重要发展方向。在未来，继电保护技术将向更适应企业发展需求、提高经济效益的方向发展。而促进继电保护技术的发展、加大新技术在继电保护技术中的应用是电力发展对电力系统提出的要求，也是其未来的发展方向，本文通过对微电网的介绍，从几个方面对其电路保护进行探讨。
关键词：继电保护；微电网；电力系统
引言：
继电保护技术是电力系统的重要技术，是电力安全的保障。这关系到电力系统整体水平的提升，因而需引起每一个电力工作者的重视。目前我国微电网仍处于实验和示范阶段。未来随着行业技术日益成熟、可再生能源成本下降、储能产业发展以及石化能源价格的持续上涨，我国微电网将迎来爆发期。微电网继电保护方法的分析和探讨是对微电网保护的未来发展起到基础保障。
一、微电网保护概念
国内，微电网（Micro-Grid）也译为微网，定义为：是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。含多个分布式电源及储能装置的微电网的接入，彻底改变了配电系统故障的特征。而且微电网在并网和孤岛两种运行情况，短路电流大小不同而且差异很大。因此，如何在孤岛和并网下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障，同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性，是微电网保护的关键。
二、微电网基本结构
微电网的具体结构会随着负荷等各方面需求而不同，但是基本单元应包括集控中心、分布式电源、智能化用户、储能设备和具有自愈（故障重构）能力的电网等，其中大多数微电源与电网的接口是基于电力电子技术，以保证微电网的灵活性和可靠性。
三、微电网特点
独特性：微电网由微型电源及负荷构成，是一个小型电力系统，与大系统的主要区别在于其灵活的可调度性；
2、多样性：微电源的组成多种多样，既有传统电源，又有可再生能源。同时，微电网中也包含储能设备，作为系统稳定运行的必要条件，而负荷的类型也很多，如敏感型、非敏感型、可控型、非可控型等；
3、可控性：根据运行的工况不同，微电网可以选择不同的运行方式，完善的控制策略使得微电网的可靠性得到提高，安全性得到保障；
交互性：作为具备独立发电设备的微电网可以在必要时对主网提供有力支撑，同时主网也可以向微电网提供电能；
独立性：微电网在一定条件下可以独立运行，在一定基础上保障了本地的用电需求。
四、微电网对配电网继电保护的影响
微电网系统有两种运行模式分别是与主电网并网运行模式和孤岛 运行模式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在并网时，微电网内的负荷根据用户的情况从微电网内部以及外部吸收能量。当配电网中有故障，停电检修或者电能质量问题时，微电网需要从并网平滑过渡到独立运行状态。微电网进入孤岛运行模式。由于微电网在并网运行过程中对主电网继电保护的影响可以等效成一个分布式电源对它的影响。所以本章分析微电网并入对主电网继电保护的影响分析用分布式电源来代替。 直流电源并网是太阳能电池、燃料电池、蓄电池和储能电容器等 都是直流电源，由于它们的电压等级低，所以首先采用dc-dc中的boost电路将其升高至合适的电压等级，然后再逆变成稳定的交流电。交流电源的并网是由于风力发电在风速低时发电机所发电能的电压过低且频率变化而不能并网，因此不可能采用将发电机与公共电网直接相连的方法进行联网，需要在风机和电网连接点处设计一 个电力电子转换装置。将风机的电压，频率等调整到符合并网的范围之内，再与电网相连。 分布式电源对配电网保护只要是影响体现在很多方面。配电网的 特点是呈辐射性，并由单侧电源供电，配电网的继电保护是由此为基础设计的。从主电网的角度看，微电网如同电网中的发电机或负荷，是一个模块化的整体单元。当微电网作为负荷运行时，如同一般的用电设备。当它作为发电机运行时，可把它看作为一个分布式电源，当它接入主电网后会使得配电网潮流双向流通，主电网的结构将发生改变。当主电网中发生短路故障时，除了系统会提供故障电流外，微电网中的电源也将对故障点提供故障电流，这样便改变了电网节点的短路水平。微电网中电源的容量等因素都将对配电网的正常运行造成影响。
五、微电网保护的分类
1、完全不依赖通信的微电网保护。这类保护方案主要是通过对传统配电网保护线路的改造或者对原有保护装置的改进来达到微电网保护的目标。但微源接入点的随机性以及潮流的双向性对保护装置的要求更高，仅仅基于保护装置的改变而没有保护原理的创新将难以应对微电网保护的新要求。
2、完全依赖通信的微电网保护。这类保护方案通过将微电网内外的各节点信息集中于微电网中央保护器，通过对比微电网各节点的故障信息以及潮流特性实现故障定位。然而，一方面微电网海量信息的处理影响了保护的快速性要求，另一方面所有保护都基于微电网中央保护器也有悖于微电网设备的对等性原则，过度集中的保护方式是微电网保护的隐患。
3、部分依赖通信的微电网保护。这类保护方案的最大特点是提出了分层或分区的理念，一方面每个分区能够实现内部故障信息的诊断与识别，另一方面又可利用通信手段将每个分区的信息传送到微电网中央保护器进行综合判断。这样形成了分区内部不通信，区域之间相互通信的保护模式，既能避免中央保护器因为信息量过大导致保护时间延迟，又能通过将保护分到各个区域之中进行，达到各区域保护的对等性原则。因此，部分依赖通信手段的分层分区保护方案最有利于微电网保护要求的实现。
六、微电网继电保护的发展方向
在现有的研究基础上，还需要对微电网继电保护的以下几个方面进行更系统、更深入的探讨。
微电网的继电保护必须与控制结合起来，通过对微电网的概念、结构、特点的分析，以及对微电网与继电保护的影响的探讨，应该以微电网的运行特性控制原理以及对故障的响应特性来指导微电网继电保护的研究。
无论是系统级保护还是单元级保护，都要求微电网各个单元之间能实现通信。必须寻求一种稳定不易被干扰的通信和信号的处理方式。
微电网的保护要有系统性，单元级保护要求微电网孤网运行模式和并网运行模式下要有一致性。不仅要保护微电网安全稳定运行。还要尽可能减少微电网并网对公共电网的不利影响。
结语
目前，发展微电网符合我国电力行业的理念和需求，随着可再生能源比重的日益加大，微电网将越来越受到重视；同时，从微电网的故障特征着手，与微电网的控制功能相结合，实现微电网的集成化保护将是微电网保护技术的主要研究方向。实现微电网隔离策略的最优化、微电网信息采集的广域化以及微电网保护功能的集成化是未来微电网保护的发展目标。
参考文献
[1]黄文涛.微电网结构特性分析与设计[J]．电力系统保护与控制，2012，40( 18) :149-155．
[2]梁明辉.微网故障特征分析和保护原理研究[D]．武汉华中科技大学，2012..
论文作者:刘锋,杨占东
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：电网论文; 继电保护论文; 故障论文; 电源论文; 分布式论文; 通信论文; 负荷论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;