论文部分内容阅读
【摘 要】随着科技的发展，近年来发电技术也发生了翻天覆地的变化，其中出现了一种最重要的技术就是分布式发电。分布式发点具有环保、高效等优点。但大量的分布式发电在发电系统中的应用对电网的分布和电流大小都产生了一定影响，这对配电网的继电保护产生了影响。因此，为了使配电网能够更好的为人们服务，需要对分布式发电产生的影响进行分析。
【关键词】分布式发电;配电网;继电保护
分布式发电因为容量小，因此在接入电网系统时都通过配电网的方式完成。配电网中接入分布式发电后，配电网中的短路电流的分布、流向、大小以及配电网的结构都会发生相应的变化，这势必会给电力系统的正常调度和运行产生影响。继电保护装置在配电网中起到的作用就是确保配电网的稳定、安全运行，在接入分布式发电后，势必会受到分布式发电并网的影响。
一、配电网的保护配置及结构
（一）反时限保护方案
配电网的保护可以采用反时限过电流保护，采用该方案对线路进行保护时，在线路发生短路故障后，线路中的通过的电流越大，保护的动作时间相应的也就会越短，即随着故障处离保护安装处越远，保护动作时间将会越长，并且能够同时满足选择性和速动性两方面的要求，目前在配电网继电保护中已经得到了广泛的应用。
（二）三段式保护方案
三段式保护方案主要有以下三种。1、电流速断保护，对所保护的线路中通过的最大电流进行整定，在故障电流达到最大电流时，保护瞬时动作将故障切除。但该保护方式不能对全线路进行保护。2、定时限电流速断保护，按照线路末端出现故障时具有足够的灵敏度，并与相邻线路电流速断保护相配合，对线路进行全线路保护。3、过电流保护，避开线路中最大负荷电流，实现对线路的保护，不仅可以对本线路进行保护，同时可以对邻线路进行保护。除此之外，对于线路保护过程中不需要与其它线路进行配合的终端线路，可以依据电流速断保护原则对整个线路进行保护。但需要注意，配电网中出现的故障多数都是瞬时性故障，无论采用何种保护方案，在保护过程中都需要配置三相一次自动合闸装置（电缆线路不配置重合闸），确保线路在发生瞬时故障后能够快速恢复供电功能。
二、分布式发电给配网继电保护带来的影响
分布式发电与电力系统的并网运行，对电力系统将会产生影响。将分布式发电引入到配电网中，势必会对传统配电网产生一定的冲击，同时对配电网中的潮流和故障也会造成影响。此外，分布式电网在运行过程中，自身也会产生一定的故障，这对配电网继电保护的正常运行，甚至整个电力系统都会造成影响。配电网中运行线路的电流存在一定的不确定性，因此会对继电保护造成影响，从而增加了对故障确定、动作整定的难度。传统的配网继电保护通常以发射状为基础，但如果接入分布式发电，则继电保护基础将会有所改变，对于分布式发电给继电保护带来的影响可以从以下两点进行分析。
（一）分布式发电给电熔保护带来的影响
线路在运行过程中产生的电流超过线路载流量最大值，导致熔断器内部熔丝熔断，从而使故障被切断，起到保护系统稳定性作用。通常情况下，在配电网中应当将熔断器安装在电路分支处或配电变压器高压侧。如图1所示。在图1中，F2和F3表示接入电路的两个熔断器，两者在电路中通过熔丝的合理选择，确保电路的稳定运行。如果在电路末端处的任意一点出现故障，流过F2和F3熔断器中的电流大小一致，F2熔断所需要的时间与F3相比要稍长，F2在没有做出任何反应，F3已经熔断，实现了对故障的隔离，其它线路的工作原理也相同。
图1带有分布式发电的配电网模型
如果在分支电路中对分布式发电进行应用，熔断器式的保护将会受到一定影响，当线路中出现故障电流时，连接在电路中的熔断器将要面对分布式发电和故障电流的双重威胁。熔断器熔断需要的故障电流，因为受到分布式发电的影响，熔断器对故障电流的保护作用将会受到损害，极有可能在电路中出现反向故障电流，从而导致熔断器失去对故障方向的判断能力。此外，如果分布式电流容量偏大，故障电流也将会变大，这也会对熔断器造成巨大破坏。
（二）分布式发电给三段式保护带来的影响
三段式保护是传统配电网中比较常用的一种保护方式。一般情况下，如果采用分布式发电，三段式电流在电网中运行会受到以下影响：
1、保护电路准确性下降。在图2中，如果线路中的故障发展在D2位置，此时保护动作应当在R1出发生，但由于线路中故障点的电流由分布式发电和电网系统本身共同提供的，因此在故障产生的瞬间，线路中的R1无法感受到系统本身提供的电流，而只能感受到分布式发电提供的电流，R2处流经由于系统提供的故障电流电流较大，其产生的电流同正常负荷电流相比则会偏大从而导致R2处发出了错误动作。（下图中，需在B/C的两侧均画由断路器，并给予代号）
图2引入分布式发电的线路
2、电路保护的灵敏度将会受到一定影响，如果在对电路的保护过程中遇到了特殊情况，很可能导致保护装置无法启动，此时电路中的继电保护装置无法起到其应有的作用，电路得不到保护，面临着越级跳闸，扩大停电范围的危险。如图2所示。在BC两点之间将分布式发电进行引入，BC将会被分成两段，如果在线路中D1位置处发生了故障，通过对电路进行分析，不难看出故障点处的故障电流由分布式发电和系统本身两者共同提供，而此时R2处的三段式电流保护在电路中无法感受到来自分布式发电的故障电流，因此容易降低保护敏感度。
3、导致相邻线路保护误动作。分布式发电会导致保护装置的选择性无法得到保证，其准确性降低。如果故障发生在D3处，电流由分布式发电和系统共同提供，因此在D3处感受到的电流要比未接入分布式发电时的整定电流大，如果此时在线路终端线处出现故障，并不会对保护动作产生影响，反而会使线路中的保护系统的敏感性得到进一步提升。但故障若出现的位置并不在终端线，线路的保护电流值将会变大，这对保护系统的保护装置来说，其保护定值将会产生变动，保护动作的选择性将会受到影响。
三、结束语：
分布式发电作为一种清洁、新兴的发电方式，随着科技的发展，其技术也不断变得更加成熟，未来在电力系统中的应用空间一定会变得更加广泛。然而，在配电网中接入大量的分布式电源，将会对配电网短路电流的分布、流向、大小产生影响，这对配电网继电保护会产生一定影响，为了提高配电网的供电质量和供电的可靠性，必须要对分布式配电网对继电保护的影响分析进行分析。
参考文献：
[1]赵鑫，付振虎，郎泳 ，等.分布式發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，（1）.
[2] 刘言冬.分布式发电对配电网继电保护的影响[A].清洁高效燃煤发电技术协作网2011年会[C].2011.
[3]田佳.分布式发电对配电网继电保护的影响及对策研究[D].济南：山东大学 ，2010.
[4] 周卫 ， 张尧 ， 夏成军 ，等 . 分布式发电对配电网继电保护的影响 [J].电力系统保护与控制 ，2010，（3）.
[5] 张勇.分布式发电对电网继电保护的影响综述[N].电力系统及其自动化学报，2010，4（2）：145-147.
【关键词】分布式发电;配电网;继电保护
分布式发电因为容量小，因此在接入电网系统时都通过配电网的方式完成。配电网中接入分布式发电后，配电网中的短路电流的分布、流向、大小以及配电网的结构都会发生相应的变化，这势必会给电力系统的正常调度和运行产生影响。继电保护装置在配电网中起到的作用就是确保配电网的稳定、安全运行，在接入分布式发电后，势必会受到分布式发电并网的影响。
一、配电网的保护配置及结构
（一）反时限保护方案
配电网的保护可以采用反时限过电流保护，采用该方案对线路进行保护时，在线路发生短路故障后，线路中的通过的电流越大，保护的动作时间相应的也就会越短，即随着故障处离保护安装处越远，保护动作时间将会越长，并且能够同时满足选择性和速动性两方面的要求，目前在配电网继电保护中已经得到了广泛的应用。
（二）三段式保护方案
三段式保护方案主要有以下三种。1、电流速断保护，对所保护的线路中通过的最大电流进行整定，在故障电流达到最大电流时，保护瞬时动作将故障切除。但该保护方式不能对全线路进行保护。2、定时限电流速断保护，按照线路末端出现故障时具有足够的灵敏度，并与相邻线路电流速断保护相配合，对线路进行全线路保护。3、过电流保护，避开线路中最大负荷电流，实现对线路的保护，不仅可以对本线路进行保护，同时可以对邻线路进行保护。除此之外，对于线路保护过程中不需要与其它线路进行配合的终端线路，可以依据电流速断保护原则对整个线路进行保护。但需要注意，配电网中出现的故障多数都是瞬时性故障，无论采用何种保护方案，在保护过程中都需要配置三相一次自动合闸装置（电缆线路不配置重合闸），确保线路在发生瞬时故障后能够快速恢复供电功能。
二、分布式发电给配网继电保护带来的影响
分布式发电与电力系统的并网运行，对电力系统将会产生影响。将分布式发电引入到配电网中，势必会对传统配电网产生一定的冲击，同时对配电网中的潮流和故障也会造成影响。此外，分布式电网在运行过程中，自身也会产生一定的故障，这对配电网继电保护的正常运行，甚至整个电力系统都会造成影响。配电网中运行线路的电流存在一定的不确定性，因此会对继电保护造成影响，从而增加了对故障确定、动作整定的难度。传统的配网继电保护通常以发射状为基础，但如果接入分布式发电，则继电保护基础将会有所改变，对于分布式发电给继电保护带来的影响可以从以下两点进行分析。
（一）分布式发电给电熔保护带来的影响
线路在运行过程中产生的电流超过线路载流量最大值，导致熔断器内部熔丝熔断，从而使故障被切断，起到保护系统稳定性作用。通常情况下，在配电网中应当将熔断器安装在电路分支处或配电变压器高压侧。如图1所示。在图1中，F2和F3表示接入电路的两个熔断器，两者在电路中通过熔丝的合理选择，确保电路的稳定运行。如果在电路末端处的任意一点出现故障，流过F2和F3熔断器中的电流大小一致，F2熔断所需要的时间与F3相比要稍长，F2在没有做出任何反应，F3已经熔断，实现了对故障的隔离，其它线路的工作原理也相同。
图1带有分布式发电的配电网模型
如果在分支电路中对分布式发电进行应用，熔断器式的保护将会受到一定影响，当线路中出现故障电流时，连接在电路中的熔断器将要面对分布式发电和故障电流的双重威胁。熔断器熔断需要的故障电流，因为受到分布式发电的影响，熔断器对故障电流的保护作用将会受到损害，极有可能在电路中出现反向故障电流，从而导致熔断器失去对故障方向的判断能力。此外，如果分布式电流容量偏大，故障电流也将会变大，这也会对熔断器造成巨大破坏。
（二）分布式发电给三段式保护带来的影响
三段式保护是传统配电网中比较常用的一种保护方式。一般情况下，如果采用分布式发电，三段式电流在电网中运行会受到以下影响：
1、保护电路准确性下降。在图2中，如果线路中的故障发展在D2位置，此时保护动作应当在R1出发生，但由于线路中故障点的电流由分布式发电和电网系统本身共同提供的，因此在故障产生的瞬间，线路中的R1无法感受到系统本身提供的电流，而只能感受到分布式发电提供的电流，R2处流经由于系统提供的故障电流电流较大，其产生的电流同正常负荷电流相比则会偏大从而导致R2处发出了错误动作。（下图中，需在B/C的两侧均画由断路器，并给予代号）
图2引入分布式发电的线路
2、电路保护的灵敏度将会受到一定影响，如果在对电路的保护过程中遇到了特殊情况，很可能导致保护装置无法启动，此时电路中的继电保护装置无法起到其应有的作用，电路得不到保护，面临着越级跳闸，扩大停电范围的危险。如图2所示。在BC两点之间将分布式发电进行引入，BC将会被分成两段，如果在线路中D1位置处发生了故障，通过对电路进行分析，不难看出故障点处的故障电流由分布式发电和系统本身两者共同提供，而此时R2处的三段式电流保护在电路中无法感受到来自分布式发电的故障电流，因此容易降低保护敏感度。
3、导致相邻线路保护误动作。分布式发电会导致保护装置的选择性无法得到保证，其准确性降低。如果故障发生在D3处，电流由分布式发电和系统共同提供，因此在D3处感受到的电流要比未接入分布式发电时的整定电流大，如果此时在线路终端线处出现故障，并不会对保护动作产生影响，反而会使线路中的保护系统的敏感性得到进一步提升。但故障若出现的位置并不在终端线，线路的保护电流值将会变大，这对保护系统的保护装置来说，其保护定值将会产生变动，保护动作的选择性将会受到影响。
三、结束语：
分布式发电作为一种清洁、新兴的发电方式，随着科技的发展，其技术也不断变得更加成熟，未来在电力系统中的应用空间一定会变得更加广泛。然而，在配电网中接入大量的分布式电源，将会对配电网短路电流的分布、流向、大小产生影响，这对配电网继电保护会产生一定影响，为了提高配电网的供电质量和供电的可靠性，必须要对分布式配电网对继电保护的影响分析进行分析。
参考文献：
[1]赵鑫，付振虎，郎泳 ，等.分布式發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，（1）.
[2] 刘言冬.分布式发电对配电网继电保护的影响[A].清洁高效燃煤发电技术协作网2011年会[C].2011.
[3]田佳.分布式发电对配电网继电保护的影响及对策研究[D].济南：山东大学 ，2010.
[4] 周卫 ， 张尧 ， 夏成军 ，等 . 分布式发电对配电网继电保护的影响 [J].电力系统保护与控制 ，2010，（3）.
[5] 张勇.分布式发电对电网继电保护的影响综述[N].电力系统及其自动化学报，2010，4（2）：145-147.