摘要：分布式发电是发展清洁能源的有效途径，具有清洁、节资、可靠等一系列优点，同样也决定了分布式发电在未来的重要地位，虽然也存在一些问题，例如，本文要研究的分布式发电配电网后对继电保护的影响，相信经过人们对这些问题的进一步研究，我们能更好的利用它们改善环境。本文主要研究的出发点就是分布式发电使用的影响与价值，就配电网点和容量方面的详细的分析发现，分布式发电对其的影响是不能小视的，分析对继电保护的影响。
关键词：分布式发电；配电网点；容量；电流保护
一、引言
随着现阶段节能意识与经济快速发展的影响，可持续、绿色低碳理念在发展过程被人们更加重视。在2017年1月颁布的能源发展"十三五"规划中，能源发展布局强调，以分布式开发为主要出发点，就配电网继电保护为主要任务。根据各国组织对分布式发电的界定标准来看，一共具有了四个方面的基本特征:1.靠近负荷，直接向用户供电，就地消纳；2.装机规模小；3.通常接入中低压配电网；4.主要利用可再生能源，节能环保。这就决定它有着减少建造电厂，节省投资、减少对煤炭资源的使用，低碳环保等一系列优点。但也存在一系列缺点，如运行不稳定，不再是单发电放射状网络，使继电保护不能可靠运作。研究分布式发电对三段式电流保护的影响对改进继电保护，使配电网安全可靠运行有重大的意义，也是进一步发展可再生能源的要求。
本文主要从分布式发电配电网点和容量两点出发研究对继电保护的影响，根据现实的配电网抽象出分布式发电的模型，选取不同的配电网点和不同容量，设置短路点，用示波器观察配电网前后短路电流波形，进行对比分析，验证分析的正确性。仿真得出各母线短路电流值，计算三段式电流保护的整定值，分析对分布式发电容量的约束条件。
二、分布式发电与配电模型
（一）分布式发电
根据使用形式，总结为三类，依靠可再生能源、资源综合利用的和冷热电联供等。根据发电技术划分，则有风、光、燃气轮机和燃料电池这几种形式。
分布式发电与系统接口可能是变频器，就如同可以利用风能来进行发电一样，同时还有一个优点就是可以逆变器接入，也可以比作为像地热、海洋和生物质能。
在欧洲，以风电发展为主，并且从陆地转移到海上；欧美则多为分布式光伏发电，因为这些地区的住宅适宜光伏发展；美国在经过页岩气革命后，天然气发展较快；德国同欧美一样，主要发展分布式光伏。我国近年来也十分注重光伏的发展，颁布了一系列光伏激励政策，很多居民响应号召，多余的电还可以送入电网，按价补贴。对其他形式的能源，也在努力发展，调整结构，积极变革能源供需模式，减少煤炭等资源的使用。
（二）分布式发电三种状态
根据文献[6]分布式发电在电网中的状态有离网、送电、储能三种，三种状态对潮流方向产生不同的影响。离网状态相当于没有接入，对配电网没有影响。送电和储能状态时的潮流方向如图2-1、图2-2所示。
图2-1 分布式发电送电状态潮流流向
当分布式发电处于送电状态时，两发电间的线路潮流具有不定向性。
图2-2 分布式发电储能状态潮流流向
分布式发电在储存能量的状态下，相当于用电设备。不同状态的潮流流向决定了短路电流是助增还是汲流。
表2-1 不同类型的分布式发电故障电流注入能力[4]
（三）分布式发电故障电流特性
分布式发电接入电网的类型可以分为同步发电机、异步发电机和变流器三种类型。三种类型的分布式发电在短路时对断路点提供的短路电流值不一样，将分布式发电用发电串电抗的模型表示，每一种情况提供短路电流如表2-1所示。
通过观察，发电机接口的分布式发电提供短路电流能力强，其他情况都不是最严重的。所以用同步电机可以计算最坏情况下的故障。
三、分布式发电对继电保护的影响
（一）具体实施方案
设置2个分布式发电配电网点，分别在线路中间E和末端G两种情况，每一种情况下将10kV配电网系统分为3个区域（分布式发电分布式发电上游、下游和相邻馈线）。设置短路故障，分析流过各个保护的短路电流，以及各个保护的动作情况。
（二）在线路末端G处并入分布式发电
图3-1 10kV配电网模型线路末端并入分布式发电
（1）f1短路，即短路点在分布式发电上游
R3能够正确动作，分布式发电向 R4注入反向电流，R4有可能误动，因为R4的整定值最小，且R4的Ⅱ段整定值比Ⅰ段小，保证R4的Ⅱ段不误动，即让R4的Ⅱ段整定值大于EF末端短路时分布式发电注入的短路电流，上游保护都不会误动。同3.2.1中的情况（1）。
（2）f2短路，短路点在分布式发电相邻馈线
S和分布式发电一起向R5注入故障电流，R5能可靠动作。分布式发电对保护 R1、R2、R3、R4 注入反向电流，可能造成保护误动，按照3.2.2（1）的方法可避免保护误动。
（3）f3短路，即短路点在分布式发电相邻线路尾端
f3处短路， R6应动作切除，分布式发电在系统中向R5注入短路电流，R5Ⅰ段范围扩大，可能延伸到下一线路。解决方法同3.2.1中（3），使BC首端短路的最大短路电流小于R5的Ⅰ段保护整定值。
（三） 分布式发电容量对三段式电流保护的影响
对于分布式发电容量的选择，讨论在10kV配电网模型线路中间并入分布式发电的情况，根据之前的分析，对容量的限制条件有以下几条：
（1）R2的Ⅱ段整定值大于AD末端短路时的电流，上游保护都不会误动
（3-1）
（2）R3的Ⅰ段保护整定值大于FG首端短路电流最大值
（3-2）
（3）使EF首端短路时的电流值大于R2的Ⅲ段保护整定值
（3-3）
（4）BC首端短路的最大短路电流小于R5的Ⅰ段保护整定值
（3-4）
结论
在供电系统中，配电网的继电保护是其中的关键内容之一。在我国传统的供电系统中，主要特点是大电网、高压集中供电。但一旦供电系统的某一部分发生故障，甚至造成严重的电网事故。整个电网的崩溃给人们的生产和生活带来了不可估量的损失。分布式发电具有更多的优势，可以带来更好的经济效益。
参考文献
[1]张浙波，彭昕. 微电网技术在大型火力发电厂厂用电系统的研究与应用[J]. 电力与能源. 2016(05).
[2]靳勇. 浅析分布式发电接入对配电网继电保护的影响[J]. 山东工业技术. 2016(12).
[3]赵鑫，付振虎，郎泳，许丹. 分布式发电对配电网继电保护的影响分析[J]. 山东电力高等专科学校学报. 2012(01).
[4]汪谦，雷水平，项川，肖曼. 分布式发电对配电网继电保护影响的研究[J]. 电器与能效管理技术. 2017(15).
[5]赵鑫，付振虎，郎泳，许丹. 分布式发电对配电网继电保护的影响分析[J]. 山东电力高等专科学校学报. 2012(01).
[6]侯纪坤，张雷. 分布式发电对配电网继电保护的影响探讨[J]. 城市建设理论研究(电子版). 2017(31).
论文作者:满达
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
标签：分布式论文; 电流论文; 配电网论文; 继电保护论文; 电网论文; 定值论文; 容量论文; 《电力设备》2018年第31期论文;