探讨分布式电源对配电网继电保护的影响论文_王紫龙

探讨分布式电源对配电网继电保护的影响论文_王紫龙

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摘要:传统的输电网采用的是单一电源辐射网络的,输电网络简单稳定,进程输电的继电保护也采用相应的辐射网络进行安排和设计的。在分布式发电(DG)接入输电网之后,单辐射的配电也就发生变化,形成双端网络或者多端输电网络,这输电网的继电保护也要发生改变,对线路的继电保护也产生了很大的影响。

关键词:分布式电源 配电网 继电保护 影响

分布式电源具有规模小、经济环保、灵活度高等特点,在配电网中得到广泛的应用,虽然该技术起步较晚,但是发展却极快,尤其是在配电网工程不断发展的情况下,分布式电源已经成为配电网中不可缺少的重要组成部分。当然,在接入电网的过程中还需要考虑多种影响因素,针对不同的电网区域不仅要引入分布式电源,同时也要配有相应的保护设备这样才能起到对电网更好的保护作用。

1 分布式发电概述

1.1 分布式发电的概念

分布式发电简称为DG,主要是一种安排电源位置的发电技术方式,将电源按照一定的标准分散排列,区别于传统将电源全部集中在配电网终端的方式,采用分布式电源,可以实现低消耗、高效率,符合可持续发展战略要求,但是它需要以智能电网为依托,对技术水平、原料等都有很高的要求。

1.2 分布式发电的优点

分布式发电系统的优点在于它包含了当地较为容易获取的可再生能源和石化类燃料,提高了能源的利用效率。在分布式发电系统中的发电站都是独立的,用户可以进行单独操作,因此,不会出现大范围的停电情况,稳定性能可靠。当出现意外时可以继续保持供电,为电路提供补充,对大范围电网的安全有着较好的弥补作用。

2 分布式电源对配电网继电保护影响

2.1对配电网电压波动的影响

在传统配电网中,有功和无功负荷随时间的变化会引起系统电压波动。沿线路末端方向,电压波动越大。若负荷都集中在配电系统的末端附近,电压的波动将更严重。分布式电源接入配电网后,主要以下面两种方式对系统电压造成影响:(1)分布式电源与当地的负荷协调运行,即分布式电源的输出量随负荷的变化相应地变化(增加或减小),此时分布式电源将抑制系统电压的波动。(2)分布式电源不能与当地的负荷协调运行。分布式发电功率随机变化、分布式发电机的启停均会影响与当地负荷的协调运行,引起电压波动、电压闪变以等电能质量问题。

2.2对电网运行的安全造成影响

传统的配电网系统时一种辐射状的单电源供电系统,如果电网系统中出现故障电流或单向潮流的话,原有的继电保护装置将会及时、快速、有效的清除电流故障,对电网运行的安全性有着极大的保障,然而,在接入分布式电源之后,电力系统中的电路结构会发生形式上的变化,也会对原有的继电保护系统的安全性造成一定的影响。另外,引入分布式电源的话,对电力系统也会造成一定的安全影响,例如,对设备造成的损坏,分布式电源会导致大量的故障电流出现,一旦超出了电网设备额定短路电流值的话,那么,就会造成电力设备出现安全问题。

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2.3对铁磁谐振的影响

分布式电源与配电网相互连接是通过变压器、开关和电缆线路实现的。如果配电网突然出现故障导致系统侧开关断开,也会造成分布式电源侧开关的断开,如果分布器电源变压器没有接任何负荷,就会产生过电压的出现,过电压的出现是由于变压器的电抗与电缆电容发生铁磁谐振产生的,甚至产生超大电磁力使得变压器损坏。

2.4对供电可靠性的影响

当电力系统停电的时候,部分布式电源就会停止,或者对分布式电源进行供给的辅助电源将停止工作,同时分布式电源也会停止运行,这些现象都会对系统的可靠性造成一定影响。分布式电源安装地点不适当、连接方式不正确等,会使配电网系统的可靠性降低。当分布式电源与配电网的继电保护系统不能很好地配合的时候,还会造成继电保护系统的误动作,使得系统的可靠性降低。

2.5对短路电流的影响

尽管大多数情况下当分布式电源接入配电网时候都配置了相应的逆功率继电器,在正常运行的过程中不会主动向电网注入功率。但是,当配电网系统出现故障的时候,电路短路的瞬间会有一部分分布式电源产生的电流注入到配电网当中,从而使得配电网短路电流水平增加,最终造成短路电流超标。

3 关于分布式电源对配电网保护配置的几点思考

3.1 创新现有的方式方法

第一,增加保护措施功能的零件,这样可以将分布式电源开关点附近都安装上,然后就可以阻止问题点反方向影响配电网,而在配电网起始两端都安装相应的零件,提高整体的安全系数;第二,创新分布式电源的原理,综合考虑智能电网建立后出现的问题,尤其是出现问题时电压和电流的变化幅度,丰富理念,然后灵活运用分布式电源,将供电的形式变为环状网或者两端配置网,那么就可以在运行的时候,即使一个位置出现问题,那么其他环节仍然正常运作。

3.2 合理设计配置的方案

一方面,设计方案的时候将范围扩大,而且要本着节约资源的方法,通过增加位置点或者减少位置点,达到预期的效果,而不是一味地全部更换,这就需要加强管理,定期维修设备,而且要培训操作人员,提高他们的专业能力和综合素质,规范操作,并且定期保养,对于已经落后的设备来说,要送到回收处理站,避免对环境造成破坏;另一方面,在现有的配电网络基础上,提高智能化水平,尤其是要实现自动监管,这样可以在发生问题的时候自动预警;其次,考虑神经网络,通过人工智能装置,在保护主干配电网的时候,也要保护分散的支杆网络,从而在整体上使复杂交叉的网络都统一起来保护,在发生故障的时候,可以及时了解到具体的位置,系统自动解决后,管理人员找到位置进行维修,防止日后再次发生问题。

3.3 加装其他保护措施

配电网运行的安全性、稳定性极其重要,一旦发生配电网故障也会对配网的正常运行造成影响,虽然继电保护装置是保护电网正常运行的重要手段,但是,在分布式电源的引入之后,还依旧有很多无法预料的故障,对此,要在配电网中加入其它保护装置,一方面避免分布式电源对配电网继电保护带来的影响,可以保证继电保护的正常运行,另一方面通过其他保护措施的应用,进一步提高配电网继电保护的可靠性。通过在配电网线路上加装电气量作为度量单位的保护,如,方向比较式的众联保护,主要是通过输电线路两端功率相同方向或相反方向的特征来对配电网区域内、区域外的故障进行判断分析。这样可以进一步提高配电网安全、可靠的运行。

结束语

尽管我国目前的电力供电系统仍采用集中式大范围电网,但我们坚信,在不久的将来,电力部门的发展方向必将转变为分布式发电。在外国的一些国家已认清形势,开始对分布式发电系统进行深入探索。我国对此仍处于发展时期,应大力宣传分布式发电系统,鼓励相关人员进行深入研究与推广。

参考文献

[1]张继明.分布式发电对配网保护的影响分析[J].中国电业(技术版), 2013(12).

[2]荆江平.分布式电源接入对配电网线路保护的影响及对策研究[J].电工电气,2013(12).

[3]朱雪凌,王振亚,辛自立,方珊,黎霞.分布式电源对配电网三段式电流保护的影响[J].华北水利水电学院学报,2013(06).

论文作者:王紫龙

论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/29

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