摘要：将分布式电源接入其中，会在一定程度上影响到配电网继电保护装置的作用，本文针对分布式电源的接入，对配电网继电保护的主要影响进行了探讨，最后针对这一影响，提出了几点保护措施。
关键词：分布式电源；配电网；继电保护
分布式电源（Distributed Generation）又可简称为DG，它是一种先进化的电力电源技术，它是伴随着科学技术的进步发展而来的。当前电力工业的发展流程主要为发电厂进行发电、高压输电网展开送电、配电系统根据用户的不同需求分配电能等，而且它们只能按照发电厂→电网→用户的潮流方向进行。在配电网中，接入大量的分布式电源，将会对在很大程度上影响这种模式，并且增大配电系统的复杂性能，使其运行越来越困难。配电网由单个电源对其进行供电，并且呈现出放射形的形状，在设计配电网的继电保护时，主要根据配电网的这一特性来完成的。当分布式电源接入后，会改变配电网的结构。当有故障出现在配电网中时，系统会将故障电流提供给故障点，此外，分布式电源也会将故障电流提供给相应的故障点，从而使配电网节点短路现象有所改善，进而对继电网继电保护装置造成一定的影响。本文主要从多个方面，分析了分布式电源对继电保护装置的影响。
1.分布式电源接入对配电网继电保护的影响
1.1对电流保护的影响
三段式电流保护方式在检测系统中的故障时，主要是通过检查线路的电流是否具有骤增来判断的，并且在时限的作用下，根据故障电流来消除其中的故障，从而更好的确保系统完整。分布式电源的接入，不仅使系统的结构发生改变，而且也使系统中的潮流分布产生较大影响，包含DG，并且与其具有相同效果的两种馈线的配电网电路如图1所示：在对这一配电网进行分析时，主要可以依据故障点的位置与分布式电源所处的位置，从三个方面来进行，即：DG电源侧、DG负荷侧及相邻位置的两个馈线的故障，如下图所示，分别为f1、f2、f3。
图1有分布式电源接入的馈线配电网
1.1.1DG电源侧的故障
如图1中的f1，当接入分布式电源的馈线上游发生故障时，分布式电源以及系统电源都会将短路电流注入f1中。因此，具有DG接入的配网系统中的故障电流，会大于没有DG的配网系统，由于在接地点存在有一定的接地电阻，因此，电流的增加，会导致f1点处的电压大大增高，系统电源注入故障点中的短路电流，也会出现降低。当降低的幅度较大时，S1处经过的故障电流在不是整定值的情况下，就会导致S1处于闭合的状态。开关S2闭合时，注入故障点f1的短路电流会流过DG，因此，可能会导致S2出现误动的情况。
1.1.2DG负荷侧故障
如图1中的f2，当有故障发生在分布式电源的下游时，馈线A上的分布式电源及系统电源，都会将短路电流注入f2故障点处。当故障点具有较高的电压时，注入S1和S2的短路电流就会相应的降低。然而，S1和S2开关对于故障点f2没有影响，当故障电流减小的情况下，会使这两个位置具有较小的后备保护灵敏度。流过开关S3的故障电流会相应增加，从而确保S3可以正常工作，确保它的灵敏效果。
1.1.3DG相邻馈线处的故障
当故障存在于f3，即分布式电源的相邻馈线位置处时，系统电流会经由B馈线，而将短路电流注入故障点，DG在经由A馈线的情况下，通过S5和S6开关，将短路电流注入故障点，如果分布式电源具有较大的电源容量，则由DG所提供的故障电流经过S1和S2时，就会使S1和S2开关出现误动作。相比于没有DG系统，故障电流直接通过S5开关，具有较大的电流数值，从而促使S5也可能出现误动作。开关S6也会具有较大的故障电流和较高的灵敏度，从而对可靠动作产生保护作用。
通过开关在这三种情形下的情况，可知，当只有单个DG接入时，分布式电源的接入，对于DG下游位置，具有较小的故障保护作用，对位于相邻馈线处及上游的开关，具有较大的影响作用。
1.2对距离保护的影响
1.2.1DG正向助增
如图1中的f2故障，由于DG会将短路电流注入f2中，因此，DG会促使S2开关处的电流正向增加。开关S2处所具有的距离保护，相比于没有DG存在时，会具有较大的电流，不会影响到距离Ⅰ段的动作，而且具有较高的灵敏度和较大的保护范围。然而，对于上游开关S2，该处的距离保护Ⅱ段，在正向助增的作用下，距离保护在开关S2处，具有较大的电压检测值和阻抗，从而促使Ⅱ段具有较小的保护范围。距离Ⅲ段在进行整定时，主要是依据最大负荷来进行设置的，因此，具有较小的影响作用。
1.2.2DG反向助增
在一些复杂性的、具有多个电源的网络中，距离保护可确保动作具有选择性，因此，DG机组的反向助增电流不会影响到原来的距离保护。
1.3对重合闸的影响
（1）保护动作完成之后，系统电源侧开关处于关闭状态。然而，位于系统中的分布式电源，会将电流提供给故障点，从而导致故障位置处的电弧不会轻易熄灭。如果这个时候重合闸发生动作，开关将会在故障位置处重合，从而导致重合闸出无效，因此，将DG接入配电网中，导致重合闸具有较低的成功率。
（2）保护动作后，系统电源侧开关会处于跳开状态。在解列之前，下游负荷会在DG的作用下，而保持持续运行的状态，这时就会导致DG形成孤岛。在系统电源不再为其提供支撑作用，而且DG在出力时，又具有较大的不稳定性，孤岛的相位、电压及频率等，会具有较大的变化。因此，重合闸动作，极有可能会冲击原来的系统，严重者，还会导致系统产生震荡。
2.在接入分布式电源的情况下，加强对配电网继电保护的措施
2.1限制DG提供的短路电流
在配电网中接入分布式电源时，会使系统的潮流分布发生改变，此外，也将电路电流注入故障点位置，导致无法再运用原来的方案配置来保护继电器。为了避免继电保护会受到分布式电源接入的影响，首先，需先控制DG，避免其将短路电流注入故障点处。通过对DG的容量进行有效控制的方式，来达到避免DG将短路电流提供给故障点的目的，最终会浪费大量的电力资源，因此，这种方式不具有可行性。根据大量的研究可知，在运用不同的方式，来接入DG时，它所具有的提供短路电流的能力，也有很大不同，如表1 所示：
表1 不同类型DG提供短路能力
根据表1可知，与旋转型DG相比，逆变型的DG注入的短路电流数值较小。因此，对于风力发电机等相似的旋转型分布式电源，在接入配电网时，如果具有较大的容量，可以利用整流逆变装置来完成这一操作。如图2所示，系统处于正常运行状态时，在逆变装置的作用下，DG产生的电能会转变为工频电流，然后再流入配电网。当系统中有故障产生时，在串联式逆变器中，会有反向电压出现，从而对短路电流产生阻碍作用。对于那些微小型的风力发电机，为了确保成本较低，可以在配电网中将其直接接入。
图2 DG经由逆变器接入配电网
2.2更改保护定值
在配电网中接入DG时，使原来的短路电流发生了改变，因此，为了确保配电网在具有DG的情况下，也可以使其具有正确的动作，需要将位于保护装置中的动作电流进行重新调整和确定。对于三段式电流进行保护，即是指调整位于DG馈线的上游及相邻馈线中的保护定值；对于距离保护，主要调整的是开关位置处的保护值，而且该开关对于DG有一定的助增作用。在运用距离保护或者是三段式电流保护时，为了取得较好的保护效果，并且极大的降低成本，可将一些方向元件添加到配网中。
3.结语
本文主要探讨了当在配电网中接入分布式电源时，会对三段式电流保护及距离保护产生的影响作用，并且针对这些问题，提出了几点保护配电网的措施，由分析可知：当DG接入到配电网中时，有故障出现在接入点的上游位置处时，会导致逆向的短路电流产生，从而造成在故障存在时，上游及下游位置处的保护装置，都具有相同的动作。当分布式电源处于保护装置的上游，并且在下游出现故障时，将会造成短路电流出现叠加的情况，从而使电流峰值增加，在达到一定的范围时，将增加保护范围，不具有选择性。
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论文作者:洪属良
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：电流论文; 分布式论文; 故障论文; 电源论文; 配电网论文; 系统论文; 较大论文; 《电力设备》2019年第6期论文;