(国网延边供电公司运维检修部 吉林省延吉市 133000)
摘要：全世界范围内能源问题和环境污染问题日益严峻传统电网的集中发电远距离输电模式又存在着电能损耗大 、供电稳定性较差等问题，新能源并网因其清洁、灵活、可调性等优点在配电网中应用越来越广泛。新能源并网的接入改变了配电网的单向电源供电模式，对传统配电网的三段式电流保护产生了影响。本文对分布式电源并网继电保护配置及整定方案进行研究。
关键字：配电网；分布式电源并网；继电保护配置；整定方案
我国的传统配电网是具有大电源的单向供电模式，用户端接入的光伏电源会带来电力系统管理革命性变化。分布式电源接入形成了配电网的网状多电源结构，电网潮流的大小和方向都将发生改变。发生故障时系统电源和分布式电源电站并网均会提供故障电流，不利于现有配电网继电保护的可靠运行。因此，大量分布式电源接入到配电网中，为保证电能的安全可靠供应，必须给电力系统提出新的要求，用以保证电能的安全可靠供应，特别是在继电保护方面。
1分布式电源并网对配电网保护的影响
1.1 分布式电源电站并网后 I、II 段电流保护动作情况
1.1.1 分布式电源电站并网下游馈线故障
图为含分布式电源电站的配电网典型结构，当分布式电源电站并网下游馈线发生故障，即线路3-4 末端发生三相短路故障时，分析各线路流过的短路电流随分布式电源电站并网容量改变的变化规律；然后分析线路3-4之间的短路位置变化时各线路流过的短路电流的变化规律。分布式电源电站并网下游馈线故障时电流不流过相邻馈线，所以故障电流基本不变，对相邻馈线保护没有影响。分布式电源电站并网下游馈线由系统电源和分布式电源电站并网共同提供短路电流，且随着分布式电源电站并网容量的增加，下游馈线的短路电流不断增大，提高了该馈线保护的保护范围，严重时可能延伸至下一条线路，导致保护误动作。分布式电源电站并网上游馈线短路电流先减小后增大，在分布式电源电站并网容量为 0-28MVA 时，上游馈线的短路电流不断减小，分布式电源电站并网容量大于 28MVA 时，由于分布式电源电站并网的反向提供电流作用，上游馈线的短路电流不断增大。故障越靠近母线2，线路 2-3的保护感受到的短路电流越大，保护II段可能产生误动情况。分布式电源电站并网下游馈线故障后，随着短路故障点距离母线越来越远，下游线路，分布式电源电站并网和上游线路的短路电流逐渐减小，而相邻馈线的短路电流基本上没有变化.
1.1.2 分布式电源电站并网上游馈线故障
当分布式电上游馈线发生故障，即线路2-3 末端发生三相短路故障时，分析各线路流过的短路电流随分布式电源电站并网容量改变的变化规律；然后分析线路2-3之间的短路位置变化时各线路流过的短路电流的变化规律。 分布式电源电站并网上游馈线故障时电流不流过相邻馈线，所以故障电流基本不变，对相邻馈线保护没有影响。当分布式电源电站并网上游馈线故障，系统电源和分布式电源电站并网共同向短路点提供短路电流。随着分布式电源电站并网容量的增加，分布式电源电站并网 的短路电流大幅度上升，导致短路点的短路 电流明显增大，电压会有所升高，进而使得系统电源供出的短路电流有所减少。上游线路流过来自系统电源的短路电流会随着分布式电源电站并网容量的增加而不断减小，当分布式电源电站并网容量升至55MW时线路2-3上的电流保护II段可能发生拒动，分布式电源电站并网上游馈线故障后，随着短路故障点距离母线越来越远，上游线路和分布式电源电站并网的短路电流逐渐减小，而下游馈线的短路电流小幅度降低，相邻馈线的短路电流小幅度升高。.
1.1.3 分布式电源电站并网相邻馈线故障
当分布式电源电站并网相邻馈线发生故障，即线路1-5末端发生三相短路故障时，分析各线路流过的短路电流随分布式电源电站并网容量改变的变化规律；然后分析线路1-5之间的 短路位置变化时各线路流过的短路电流的变化规律。分布式电源电站并网相邻馈线1- 发生短路故障时，流过故障线路的短路电流较分布式电源电站并网接入 有所增加，提高了该线路保护的灵敏度，保护可以可靠动作。但分布式电源电站并网上游保护将流过来自分布式电源电站并网的故障电流，若此电流足够大，可能导致保护误动并切除本线路，形成电力孤岛。分布式电源电站并网相邻线路1-5 故障时，分布式电源电站并网上游线路流过分布式电源电站并网 故障电流，保护不应该动作。但当分布式电源电站并网容量升至 36MVA 时，上游线路保护 II 段会发生误动，当分布式电源电站并网升至 65MVA 时，保护I段会发生误动。分布式电源电站并网相邻馈线故障后，随着短路故障点距离母线越来越远，上游线路和分布式电源电站并网的短路电流逐渐减小，而下游馈线的短路电流小 幅度升高，相邻馈线因为是故障区段，其短路电流很大但逐渐减小。
2总结
（1）分布式电源电站下游故障时，相邻馈线保护不受影响，上游馈线短路电流随着分布式电源电站容量的增加电流先降低后升高。当接入配电网的分布式电源电站并网使上游馈线短路电流明显减小时，则原保护 II 段会发生拒动现象。分布式电源电站上游和相邻馈线故障时，分布式电源电站并网输出电流反向流至故障点，随着分布式电源电站容量的增加，分布式电源电站并网提供的反向电流可能增加至保护 II 段误动作，容量更大时甚至会使保护 I 段误动作，应当配置方向元件并且增加保护的自适应性能。
3分布式电源并网继电保护配置原则与整定方案
继电保护的整定应满足选择性、灵敏性以及速动性。针对分布式电源接入配电网后，由于其较为灵活的运行方式给传统三段式电流保护带來的问题，下面提出一套将距离保护和电流保护相结合的配电网继电保护配置与整定原则：
（1）当分布式电源接入后，保护安装处的三段式电流保护仍能满足灵敏度要求的，仍然按照传统的阶段式电流保护整定原则进行整定。整定过程应充分考虑选择性与灵敏性，并具备躲最大负荷电流的能力。电流速断保护按照躲开线路末端故障时最大短路电流整定(可靠系数取1.3)；限时电流速断保护一般按躲过相邻线路瞬时电流速断保护的最大动作电流来整定(灵敏系数不小于1.3)；过电流保护一般按躲过线路最大负荷电流整定。
（2）当分布式电源接入后，保护安装处的三段式电流保护无法满足灵敏度要求的，改为装设距离保护。距离保护同样采用阶梯延时配合的三段式配置方式，距离I段保护按照躲过本线路乂端短路时的测量阻抗整定;距离II段与相邻线路的距离I段相配合，或与相邻变压器保护相配合，整定值取两者中较小的一个；距离III段应与下级线路的II段或者III段配合，或与相邻下级变压器的电流、电压保护配合，或按照躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，最终整定值取王者中最小的一个。
（3）分布式电源并网点上游的线路末端在需要时应加装保护装置，保证全线任意位置故障都能完全切除；同时并网点上游的保护安装处应考虑配置方向元件，防止本线路保护反向误动。
总之，含分布式电源的配电网继电保护整定原则，在尽量不改变原有电流保护的情况下，在灵敏度不足的保护安装处改装受系统运行方式影响较小的距离保护，同时在需要的位置加装方向元件，并根据分布式电源的接入容量大小决定是否在位于并网点上游的线路末端加装保护设备。
3结束语
含分布式电源接入的配电网传统保护策略还存在着许多亟待解决的问题，主要可归结于下两个方面：
(1)含分布式电源接入的配电网系统是一个由多电源模式构成的复杂电力网络系统,并且电源的位置区域分布和投退情况是不固定的,系统拓扑结构具有一定的不确定性。因此如果只是依赖保护电网安装点的局域信息或者只使用常用的保护手段很难达到很好的保护效果。
(2)由于分布式电源运行工况随时会发生变化,而短路输出电流的大小也会随之改变。分布式电源故障初期和故障稳态输出的短路电流大小也不相同，所以通过传统的保护方式很难找到一套能够适应各种分布式电源接入类型、位置与容量的保护方案。
参考文献：
[1]田书,刘颖,梅小丽.分布式电源并网对配电网电流保护影响的研究.工矿自动化,2011(10)： 43
[2]赵毅,孙文瑶,许傲然.分布式电源并网对配电网影响的研究[J].沈阳工程学院学报,2012,8(1):11-13
论文作者:蔡宏伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：分布式论文; 电源论文; 电流论文; 电站论文; 故障论文; 线路论文; 馈线论文; 《电力设备》2019年第8期论文;