摘要：微电网就是把分布式电源同负荷联系在一起构成一个小型电网，并以整体的形式接入配电网中。但随着微电网并入配电网使原来电网的拓扑结构发生了变化，进而造成整个电网系统的电流大小和方向以及潮流分布均发生了改变。同时，大多数分布式电源通过电力电子元件接入微电网中，致使短路电流不足额定电流的两倍。因此，传统的继电保护不再适用于微电网。所以，对微电网继电保护的研究是非常有价值的。
关键词：微电网；继电保护；控制系统
1.微电网研究的意义
微电网的提出解决了多个分布式电源和大电网之间的两大矛盾：其一，多个微型电源并入大电网时，如何满足系统稳定性要求；其二，多个微型电源孤岛运行时，怎样给负荷提供可靠的电能。针对上述两个矛盾，微电网研究的意义可概括为以下几点：
（1）使电力系统安全可靠地给用户供电，保证了供电质量。提升了电网整体的抗灾害的能力。目前，我国电力行业已经进入了大电网、高电压、远距离，大容量输发电时期，电网络结构十分复杂。由于大面积大范围的区域互联，可能造成系统低频振荡或不稳定。但是在微电网同大电网形成互联之后，可以无需配电站，并且避免了输配电成本，保证了电能质量；微电网规模小是可以建在偏远山区的有力条件。这样一来它就能给用户持续提供电能，增强了其抗灾能力。
（2）减少了电网建设，降低了线路损耗，使全网电能传输质量提高，促进经济可持续发展。传统的供电方式主要是大型集中式发电厂供电。并且需要经过远距离、多次变压输送给用户。因此微电网采用就地给用户提供电能的形式，减少了对大电网的依赖，无需多级变压，从而实现了经济节能发展。
（3）微电网结构灵活多变，提供电能效率极高。对于扶贫、建设社会主义新型农业化道路具有深远影响。我国的一个显著特点就是东西部地区发展不平衡。东部比较发达，但是西部大多数人口还居住在村落之中，集中式发电无法满足其供电需求，由于微电网可以直接建立在用户当地，这就很好的解决了我国边远地区面临的难题。为我国边远电力难以覆盖的地区提供了有力的支持。
（4）促进了可再生能源的利用，减少污染的排放。传统的发电大都以煤、碳以及化石燃料的燃烧为主。而微电网都是利用新型能源，既提高了可再生能源的利用率，又有助于缓解环境压力。我国长期实施可持续发展战略，微电网的投入更好地呼应了该项国策的实施。
2.微电网故障对传统继电保护的影响
目前，我国对配电网继电保护的研究达到了比较完善的程度。传统的配电系统主要采用三段式电流保护。即一段电流保护（瞬时电流速断保护）、二段断流保护（限时电流速断保护）、三段电流保护（过电流保护）。由于微型电源大部分采用电力电子元件接入微电网，当微电网发生短路故障时，产生的短路电流不足额定电流的两倍，显然这无法满足传统的电流三段式保护设置的要求。再加上多个分布式电源的微电网并网后，致使配电网结构变得极其复杂，网络内潮流双向分布，而原来配电网系统都是基于单相辐射网的特点配置保护的，传统的继电保护不能满足微电网的需求。因此，当微网故障后接入配电网时，势必会给配电网的继电保护带来诸多的问题
（1）保护灵敏度变化。微电网并网时，可能导致保护灵敏度增加。
（2）失去选择性。选择性的要求就是设定保护范围，在发生故障时，邻近短路点的主保护先动作，只有邻近的保护装置拒动时，再启动后备保护。
（3）自动重合闸失败。在线路发生短路故障时，只有配电网侧进行保护跳闸而微电网侧不进行跳闸，这样就可能导致微电网继续给短路故障处提供短路电流，故障仍然处于游离状态，当系统进行重合闸时，电弧可能未被熄灭，致使重合闸操作失败。
3.微电网并网运行继电保护
微电源大都采用新型发电能源。如：风能，太阳能，小型燃气机等。大多微电源需要通过使用电力电子元件接入微电网，造成结构上和传统配电系统内发电装置有很大差异。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当微电网想要并入配电网中时，会因为结构的不同产生技术性困难，因此，我们需要寻找新的继电保护方法来确保微电网并网安全运行。
3.1 PCC 开关切换保护
微电网并网时同配电网组成了一个统一整体。为了保证微电网在并网发生故障时，电能质量不会受到影响。当微电网外部发生故障时，我们可以利用 PCC静态开关切换保护排除故障，保证微电网安全运行。由于静态开关的特殊性结构，它可以检测电压、电流、功率的方向和大小，并且可以判断电能质量。当系统发生故障时，PCC 开关会感知短路点的故障信号，通过 PCC 开关的判断和检测，对故障迅速做出反应。若故障发生在配电网侧时，PCC 开关会迅速跳开，使微电网进入孤岛。
3.2非敏感负荷的反时限电流保护
反时限电流保护通常用在电压等级较低的直接接地系统或者小电阻接地系统中。由于非敏感负荷线路中一般没有微电源的存在，短路故障发生时，短路电流全部来源于配电网和其他馈线上的分布式电源。因此，可以不用考虑功率的流向，必要的时候可以让该馈线直接脱离微电网使故障排除。
3.3敏感负荷的馈线上的纵联差动保护
纵联差动保护为一种检测故障两侧逻辑信号与电气量的保护。根据保护动作原理，纵联保护主要有以下两种形式。
（1）方向比较式纵联保护。检测保护两侧电气量，把一端检测到的功率方向、电流电压大小的逻辑信号送到另一侧，根据判别结果辨识在区外故障还是区内故障。此类保护在通道中主要通过逻辑信号进行传送。虽然信息量传输很少，但却十分可靠。
（2）纵联电流差动保护。主要是一种利用通信通道把一侧电流波形或相位信号发送给另一侧。每次再依据保护对两侧电流的波形和相位比较的结果来分辨故障的位置。
4.微电网孤岛运行继电保护
微电网孤岛运行实质就是在并网运行时发生短路故障后，自动脱离配电网并单独运行的一种状态。当微电网孤岛运行发生短路故障时，短路电流不足额定电流的两倍，原先配电网采用的电流保护灵敏度很难满足要求。
4.1零序电流保护
微电网大都为小型接地系统。在正常运行时，电力系统是三相对称的，不会产生零序电流和电压。因此，利用不对称短路时出现零序分量可以很容易找到与正常运行时存在的差别，配置相应的零序保护方式排除故障。所以，当系统发生接地故障时，我们可以选用零序电流保护来切除故障。保证微电网的正常运行。
4.2突变量距离保护
突变量距离保护是一种反应短路故障点到保护安装处距离，并根据阻抗距离的大小来确定保护门槛值的一种保护。常规距离继电器主要是通过保护安装处的电压，电流来计算阻抗值，利用阻抗值判断线路故障的情况。在一般情况下，当系统发生故障时，短路故障处会出现电压降低以及电流增大的情况，从而造成保护安装处的阻抗计算值减小。因此，当计算值小于设定的门槛值时，即可判断故障发生。
结束语：
综上所述，合理发展微电网技术就是在充分利用可再生能源。这样做不仅有利于解决能源短缺和减轻不可再生能源污染环境的问题，而且也是治理环境的重大举措。，对微电网继电保护进行研究，对保障电力系统的平稳运行，推动我国经济的可持续发展具有重要意义。
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论文作者:李琰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/16
标签：电网论文; 电流论文; 故障论文; 继电保护论文; 电能论文; 系统论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第13期论文;