摘要：目前,国内配电网系统大多是单侧电源、辐射型网络,在现有保护配置[1 ] 下,如果在配电网中接入DG,将会对配电网的保护产生较大的影响。当分布式电源接入配电网后，配电网的结构将发生改变。基于DG对配电网继电保护产生的影响，研究针对含DG配电网的新的保护方案成为目前面临的一个新课题。
关键词：分布式；电网；对策；局限
前言
分布式发电(Distributed Generation,DG)是一种新兴的电力电源技术。分布式电源是指直接布置在配网或分布在负荷附近的功率为数千瓦至50 MW 小型模块式的、与环境兼容的独立电源。DG包括功率较小的内燃机、微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池和风力发电等。分布式电源具有调峰、利用再生能源、节省输变电投资、降低网损、提高供电可靠性等效益。与大型计算机- 微机的关系类似, DG将是未来“微型电力系统”的重要组成部分,在未来电力市场中是一种有竞争力的发电方式。
目前,国内配电网系统大多是单侧电源、辐射型网络,在现有保护配置[1 ] 下,如果在配电网中接入DG,将会对配电网的保护产生较大的影响。当分布式电源接入配电网后，配电网的结构将发生改变。当配电网发生故障时，除了系统向故障点提供故障电流外，分布式电源也将对故障点提供故障电流，改变了配电网的节点短路水平。因而影响配电网继电保护装置的正常运行。分布式电源的类型、安装位置和容量因素都将对配电网的继电保护造成影响。
对策
基于DG对配电网继电保护产生的影响，研究针对含DG配电网的新的保护方案成为目前面临的一个新课题。
1、在原保护方案的基础上加装方向元件和修改定值。不同能源类型的分布式电源具有不同的运行特点，由于接入配电网的小容量分布式电源大多通过电力电子装置输出，因此需要分析逆变型分布式电源的控制方式和对故障的响应特性进行电源模型的等效，从而为研究逆变型分布式电源对配电网保护系统的影响奠定基础。在分析逆变型分布式电源对配电网保护系统的影响时，首先要对分布式电源不同接入位置对馈线保护所流过电流可能产生的影响进行多种情况的定性分析。根据定性分析的结论建立算例模型，通过对该模型的理论推导计算，绘出分布式电源容量与馈线各处保护所流过电流的关系图，并与传统的配电线路整定方案对比。考察分布式电源注入容量不同时，馈线原有电流保护的选择性、灵敏性、可靠性和自动重合闸装置动作所受到的影响。最后使用PSCAD/EMTDC 仿真软件对理论分析的结果进行仿真验证。通过详细的理论分析，提出相应的解决方案，包括对保护功能的改进以及微电网孤岛利用等方法。
2、将故障限流器接入配电网,在检测到故障电流后,通过快速改变故障线路的阻抗参数,有效降低故障电流,以保证保护的选择性和灵敏性。为了更好地发挥DG的积极作用，基于国内传统的电流保护原理，对接有DG的配电网保护的灵敏性和选择性进行分析，就DG的接入容量和接入位置的不同给配电网保护带来的影响程度进行研究，使用故障限流器(FCL-fault current limiter)限制DG的助增电流，通过合理的选取限流阻抗值有效的限制DG助增电流，降低故障电流大小，并以此为参数修改得到的保护定值在考虑系统和DG运行方式变化的前提下，消除DG带来的影响，很好的保证保护的选择性、灵敏性。 在理论分析的基础上，参照在分布式发电系统中故障限流器的应用要求，与现有各种故障限流器的性能进行比较，找出其中较为适用的部分故障限流器，并在MATLAB/Simulink环境下，对他们的性能进行仿真。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 这种使用故障限流技术消除DG对于配电网保护影响的策略对于分布式发电的具体应用有一定的参考价值，有利于充分发挥分布式发电的积极作用，又同时避免分布式发电对电力系统稳定和安全的不利影响，可以使电力系统更加高效、可靠地运行。
3、基于广域网的含DG配电网的馈线过电流保护方案,依靠馈线始端保护检测到的故障电流幅值区分故障区段,在判断出故障区段后发送遥控信息将故障隔离。但该方案无法区分本线路的末端故障与下条线路的出口故障。
4、根据DG接入点的位置,对被保护馈线进行分区,在DG 的上游区域配置方向纵联保护,而整条馈线则保留过电流保护。为了能方便整定工作以及更快地切除故障,根据DG接入位置的不同,馈线的过电流保护分别采用定时限或反时限形式。采用该保护方案后,无论DG的输出功率如何变化,故障都能被可靠切除。
5、 在现有方向电流保护的基础上,将DG上游每条馈线保护的Ⅰ段与其下一级馈线保护的Ⅰ段构成一个通信单元,依据新的整定原则及两级保护动作结果的综合判断将故障快速地隔离在最小范围内
6、利用广域网将每条线路末端方向元件检测到的功率方向信息和DG上游第1 条出线上装设的电流保护的区段判别结果结合起来,精确地区分故障区段,保证上游保护的选择性和快速性。
其他对策与局限
1、利用限制DG注入容量的方法,但是随着DG应用的日益广泛,其注入的容量也越来越大,这种方法显然无法满足未来DG 发展的要求。
2、采用加装方向元件的方法,但是对于像风力发电和太阳能发电,其出力随自然条件变化随机波动,有可能会出现故障时流过方向元件的短路电流太小使其不能动作,从而导致保护的不正确动作。
3、将距离纵联保护引入配电网中,但其针对的是环网系统,同时也未考虑DG 出力随机变化的情况,切除瞬时性故障的时间也较长。
4、用多代理系统来实现保护间的协调,但其需要依靠复杂的通信网络,在配电网中应用并不十分可行。
小结
通过这些方案，都可以在一定程度上解决分布式电源对配电网保护的不利影响，具有很好的应用价值。
目前,国内正在积极推进风能、太阳能及冷热联供等产业的发展,今后的配电网将是含有大量DG的网络, 含DG配电网的馈线保护方案必将得到越来越广泛的应用。
参考文献
[ 1 ]贺家李,宋从矩. 电力系统继电保护原理. 北京:中国电力出版社,2004.
[ 2 ] 梁有伟,胡志坚,陈允平. 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述. 电网技术,2003 ,27 (12) :71275.
[ 3 ] WAN Hui. Protection coordination in power system wit hdist ributed generations
[ 4 ] 张艳霞, 代凤仙. 含分布式电源配电网的馈线保护新方案. 电力系统自动化 , 2009,(12)
论文作者:郭文亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：分布式论文; 故障论文; 配电网论文; 电流论文; 电源论文; 馈线论文; 方案论文; 《电力设备》2017年第28期论文;