摘要：近年来，随着国家对环境质量、环境治理要求的进一步加深，尤其是在国家“打响蓝天保卫战”的要求下，对于新能源的开发和利用，达到了刻不容缓的地步。因此，对于电力行业来说，积极发展太阳能发电、风能发电、潮汐发电等新清洁能源代替火力发电实在必行。但是清洁能源发电目前难以实现规模，因为其固有的地域属性、本身属性的限制，发展集中大规模发电厂难以实现，因此，利用分布式电源并网成为必要选择。但是分布式电源尤其短板和弊端，本文主要探讨分布式新能源并网在变电站备自投及保护方式上的改进方案。
关键词：分布式；新能源；改进方案；并网
引言
分布式新能源是指分布式电源（distributed energy resources）的一种新型发电电源，其实质分布在用户一端的能源综合利用系统，目前一般采用的方式为部分电量用于用户消耗，多余电量用于并网，应用广泛的为太阳能发电、风能发电等。其主要的特点是可以利用一切可以利用的能源，例如，分布于家庭太阳能能源，分布于我国西北方向的风能能源，通过中央能源供应系统提供支持和补充。其次，在能源的利用和输送上实行分片布置，有效的减少因为长距离输送电力能源而带来的损失，有效地提高了能源利用的安全性和灵活性，特别是对于环境保护和可利用能源的利用率上，有了质的提高，是一种新兴的发电模式。
1、分布式能源应用带来的问题分析
一般情况下，分布式能源目前是一种不稳定的发电模式。相对于发展成熟的火力发电来说，火力发电稳定性高，特别是在电压稳定性和发电容量的稳定性而言，火力发电具有很大的优势。分布式新能源发电由于受到环境干扰、地域差异、季节因素的影响，难以保证稳定性。比如阴天太阳能发电无法进行，风季风力发电下产生过胜，而其他季节不足。同时，在一般方式下的分布式电源接入我国电网配电网后，会对电网变电站原有的继电保护、电能质量以及配电自动化故障处理等产生重大影响。
1.1 在继电保护方面产生的问题
对于分布新能源的并网分为两种并网方式，一是电机并网型，二是逆变器并网，具笔者了解，第一种布式电源发生短路时所产生的短路冲击电流约为额定电流的10倍，而第二种方式逆变器并网所产生的短路电流约为额定容量的1.5倍。短路冲击电流的不同和不稳定性给继电保护带来了难题。当发生电网故障时，来自主供配电网的短路电流以及同母线分布式电源提供的短路电流，同时以及故障所在馈线上分布式电源提供的短路电流都将流向故障点。因此，这样主供配电网上的短路电流会远远超过分布式电源，容易实现主网侧继电保护配合，而分布式电源侧则需要通过反孤岛措施与故障区域解除联系。
1.2 分布式电源对配网自动化的影响
配网自动化，有效的避免了因虚假故障而造成的停电问题，对提高供电质量和可靠性是质的飞跃。但是，分布式电源并网，对配网自动化提出了新的要求。当电网线路发生相间短路故障的时候，来自主供配电网、同一母线或者其他线路上的分布式电源的电流都会流向故障点，电流从故障点的上游部分流入下游，则会破坏配电自动化故障定位策略。因此，分布式电源的不稳定性可能会给电网带来更大的故障，影响到主供配网的配电自动化系统。
1.3 分布式电源对配网电压质量的影响
分布式新能源并网，对于主供配电网的电压具有抬升电压的作用。在我国，一般家庭用电为220V，一般工商业用电约为380V，配电网为10KV，而分布式电源并网一般通过逆变器升压并网，分布式能源受自然因素影响较大，如光伏、风电等，这种不稳定的波动性会不断地产生电压波动，因此，这种不稳定的状态严重影响电压质量，对于用户端来说，极大的减少了用电设备的使用寿命。
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2.对于变电站分布式电源备自投问题分析
2.1 造成重合闸功能失效
分布式电源对于配电网的故障，其主要反应在变电内继电保护装置、配网自动化控制装置，以及消谐装置的影响。因此，对于变电站内分布式电源备自投来说，造成了很大的问题。比如，当主供配电网电源母线侧故障，造成保护工作，就会造成母线失去原有的工作电源，备用电源按照保护理论，应该迅速动作，断开原母线断路器，合上备用母线断路器，但是，由于分布式电源的接入形成局部短时孤岛，造成故障母线仍然带电，这就给变电站的继电保护装置带来误判断，造成不动作，大大延迟了备自投时间，可能造成供电事故的发生。
2.2 易产生冲击和破坏
当主供配网线路未发生分布式电源接入时，当发生瞬时故障时，由于故障电流存在时间较小，且发生一次，断路器跳开后，备自投无需投入即可恢复供电。发生有永久性故障时，若开关重合后再次跳开，此时备自投才可投入。故备自投装置需经延时躲过对侧开关重合闸时间，此时限较长。当分布式电源接入后，由于分布式电源的存在将导致断路器对侧开关检无压重合失效，若采用检同期重合的方法，无法实现重合。如此此时发生手动重合闸，将产生非同期重合闸现象，造成电网事故。这对系统和分布式新能源机组都将产生冲击和破坏。
3.对于变电站分布式电源备自投改进方案
3.1 建立分布式电源并网标准
目前，分布式电源造成的难题，是因为电源分布，无法形成统一的规模和标准，造成电网波动大，抬升电压，电能质量的下降等。据笔者了解。国内外已经出台了一系列的DR 并网标准，如IEEE 1547 系列标准，加拿大C22.2NO.257 标准等。但是，我国DR 的相关技术标准不完善。特别是近年来，由于政策的推广以及电子信息设备、计算机网络技术、自动化、通信水平的提高，分布式电源在我国迅速发展。因此，分布式电源并网标准面临着迫切的制修订需求。制定统一的并网标准，有利于减小不稳定的电压波动，规范电网的运行环境，对于应对变电站的误动作起到保护作用。
3.2 对分布式电源线路接入母线实施监控
在接入由分布式新能源的变电站线路终端处，加装监控装置
该监控装置可以实现实时监测断路器处的功率方向、电压方向、电流方向的功能。当输电线路正常运行时，功率的流动方向为开关侧流向母线侧，当采用了分布式电源介入后，这种情况正好相反，极易造成对侧开关误跳，进线电源消失，因此必须实时对母线侧开关实施监控。
3.3 改进线路保护方式
可以采用改变现有线路的保护方式，采用更为全面保护的全线速动的光纤纵差保护。当进线线路发生故障，由于采用的为纵差保护，则同时断开线路两侧开关，同时跳开了分布式电源侧的接入开关，使进线无电源接入，不会造成备自投装置的误动作和不动作。备自投检无压启动，从而加快备自投的速度。
结语
分布式新能源有其固有经济性、环保性、能源利用的多样性以及应急时的调峰升压作用，在我国应用范围急速增加。但是，传输技术及设备制造的技术落后于电力新能源需求，造成需求与现实存在不匹配性，因此，对于分布式新能源的技术升级，设备研发以及国家政策的支持，应加快脚步。
参考文献：
［1］伍红文，梁锦洪.有小电源接入系统的110 kV联络线重合闸装置改造[J].广西电力，2010，33（5）：28-30.
［2］王立新，王彦良，陈晓红.地方小电厂并网的变压器和线路保护及安全自动装置配置方案探讨［J］.继电器，2007，35（21）：67-70.
［3］刘利成.一种备用电源自投装置的缺陷及解决方案［J］.电力自动化设备，2004，24（8）：95-96.
［4］黄飞，王晓茹，董雪源，等.基于EPOCHS 平台的智能配电网通信系统仿真[J].电力系统自动化，2013，37（11）：81-86.
论文作者:宣文超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：分布式论文; 电源论文; 新能源论文; 母线论文; 故障论文; 电流论文; 能源论文; 《电力设备》2017年第26期论文;