论文部分内容阅读
【摘 要】分布式发电是一种新型、经济、高效的发电技术，在接入配电网之后对电网系统继电保护会产生较大的影响。随着科学技术的发展，这种技术也得到了飞速发展，然而大量的分布式发电的接入造成电力系统由传统单一的供电模式转变成为遍地分布和互联网相串联的网络结构，促使电网在社会发展潮流中从根本上发生变化。本文针对传统单电源防渗是配电网络特点分析，研究了分布式发电对配电网继电保护的影响，进而为同行工作提供参考。
【关键词】分布式电源；配电网；继电保护
在上个世纪中后期，电力系统逐步发展成为一种大容量、集中发电、远距离高压超高压输电的的大型互联网络系统。对于这种系统而言，在输电线路中通过复杂的功率潮流和各种控制器的引用来实现线路的持续控制和调节，并对相关的干扰因素提出了有效预防措施。但是，随着电力系统的不断复杂和电力网络的不断扩大，超大规模电力系统的弊端和不足之处也不断显现，成为影响电力系统安全运输的主要问题，同时也造成无法满足用电客户安全、可靠、多样化的用电需求。因此为了在工作中降低电力生产和供电成本、实现资源的良好配置，智能电网已成为不容忽视的发展趋势，而分布式发电作为智能电网的重要组成内容，有着重要意义。
一、分布式发电的作用
分布式电源以微电网形式接入各电网中，并且使得其能够合理的并入电网运行中，这是发挥分布式发电效能的主要途径。分布式发电可以有效、合理的配置在复合区，以起到保障电网稳定性、降低电网传输损耗、改善电网负荷功率和电压因数、提高电网可靠性和增加电网运行效率的作用。可以说分布式发电是目前电网机电保护系统影响最大的因素，对电网系统的布置和电力资源优势和能源配置起到重要作用。
二、分布式发电在配电网中存在的问题
1、接入问题
由于分布式发电在接入配电网的过程中对电网系统造成了重大的冲击和影响，这就形成了电力系统中存在着较多无法满足分布式发电的要求和输电质量控制要求，在这种情况下存在的主要问题有以下几个方面：
1）有功、无功（电压）调节问题：（1）由于分布式发电接入电力系统的过程中对原有电压造成巨大的冲击，这种冲击不仅影响了电能质量、输电效率，同时又引起了电力系统稳定性能发生变化，造成输电线路故障；（2）分布式发电受到自然环境因素的影响造成在配电网继电保护中存在着较多的变动因素，如发电不稳定、电流输送不合理和电压波动较大的影响，这些问题的存在造成了配电线路运行中难以控制和系统调节的隐患。
2）继电保护问题：（1）由于分布式发电的出现，造成了原来配电网电力系统结构发生转变，输电模式有传统的向用户流动而转变成为现有的双向和多项结构模式。这就造成了继电保护复杂性增加，更可能引起保护误动或拒动；（2）因为分布式发电系统发生故障时，电网残压引起电压检测的不准确性，影响设备自动投入，非同期并网时冲击电流也易危害机组安全；（3）孤岛运行时失去接地中性点，易引起过电压危及分布式发电系统安全运行.为此要重新布置分布式发电系统的保护。
3）稳定问题：主网事故发生稳定性事故时，易造成分布式发电系统机组解列，运行恶化。
4）对电网运行管理的影响：（1）分布式发电间歇性发电易造成发供的不平衡；（2）调度运行、潮流控制困难：（3）配电系统设备检修安排困难。
5）对电网经济效益的影响：（1）如何分摊电网成本；（2）分布式发电造成主网少发电，如何分摊电网建设成本。
三、分布式发电对配电网电流保护影响
目前我國的中、低压配电网主要是单侧电源、辐射型供电网络，分布式发电接人配网后，改变了网络中短路电流的大小和流向，而且由于配网运行方式复杂多变，使得原有的阶段式电流保护的整定配合十分困难，甚至根本无法按照规程要求进行整定，无法起到应有的保护作用。更可能引起保护误动或拒动。配电网的根本性变化使得电网中电流保护定值和机理发生了深刻变化。
1、对配电网电能质量影响
（1）对配电网电压波动的影响：在传统配电网中，有功和无功负荷随时间的变化会引起系统电压波动。沿线路末端方向，电压波动越大。若负荷都集中在配电系统的末端附近，电压的波动将更严重。分布式电源接入配电网后，主要以下面两种方式对系统电压造成影响：①分布式电源与当地的负荷协调运行，即分布式电源的输出量随负荷的变化相应地变化（增加或减小），此时分布式电源将抑制系统电压的波动。②分布式电源不能与当地的负荷协调运行。分布式发电功率随机变化、分布式发电机的启停均会影响与当地负荷的协调运行，引起电压波动、电压闪变以等电能质量问题。
（2）谐波问题：分布式电源接入配电系统后产生谐波问题的原因有两个方面：一是分布式电源的能量转换具有间歇性和不稳定性，二是分布式电源中采用了整流—逆变技术和大量的电力电子设备，不同类型分布式发电机、不同的分布式发电联网方式可能会造成不同程度的谐波畸变。如变速恒频风电机组，其变流器始终处于工作状态，产生的谐波电流大小与机组输出功率基本呈线性关系，即风速大小有关。
2、分布式电源对配电网过电流保护的影响分析
经过模拟仿真分析可以得出.分布式电源注入的短路电流对电流保护的影响主要包括三个方面：①当电流保护在分布式发电上游，短路故障发生在分布式发电的下游时，流过保护的短路电流由于分布式发电的外汲作用而导致灵敏度降低，使保护范围缩小而拒动；②当短路故障发生在分布式电源和电流保护的下游时，分布式发电注入故障点的电流表现为助增效应，使保护范围增大，可能使电流速段保护延伸到下一段，从而引起保护装置误动；③当短路故障发生于电流保护和分布式电源的上游时，分布式电源会从反方向向保护注入电流，使其失去方向性而误动作。
3、对配电网的影响
传统配电网规划的主要任务是根据规划期间网络中空间负荷预测的结果和现有网络的基本状况确定最优的系统建设方案在满足负荷增长和安全可靠供电的前提下使配电系统的建设和运行费用最小。但分布式发电的接入，使得配电网规划突破了传统的方式，对配电网规划造成了深远的影。
4、对电网运行管理的影响：
传统的配电网网损计算总是与负荷有关。含分布式电源的配电网网损计算不仅和负荷有关，同时还与分布式电源的容量和具体位置以及网络的拓扑结构紧密相关。
分布式电源接入配电网后，配电系统由原有的单电源辐射式网络将变为用户互联和多电源的弱环网络。配电网的潮流分布将发生根本性的变化，其不再是单方向地从变电站母线流向各个负荷，而是大小和方向都无法预测。这一现象的出现将直接导致配电网的网损发生变化。
四、结论
时代在进步，电力系统也得到了良好的发展空间，分布式发电（分布式发电）是电力系统发展的一个主要方向，然而大量分布式发电的并网运行，将深刻影响配电网络结构以及配电网中短路电流的大小和流向，给配电网的继电保护带来诸多不利影响。本文详细分析了分布式发电并网后对个区段继电保护及其动作造成的影响，对分布式发电的推广和应用具有一定的意义，我们应该在工作中深入研究，降低分布式发电对配电网继电保护的影响，确保电力系统向着良性化发展，为我国发展建设提供安全稳定的电力供应。
【关键词】分布式电源；配电网；继电保护
在上个世纪中后期，电力系统逐步发展成为一种大容量、集中发电、远距离高压超高压输电的的大型互联网络系统。对于这种系统而言，在输电线路中通过复杂的功率潮流和各种控制器的引用来实现线路的持续控制和调节，并对相关的干扰因素提出了有效预防措施。但是，随着电力系统的不断复杂和电力网络的不断扩大，超大规模电力系统的弊端和不足之处也不断显现，成为影响电力系统安全运输的主要问题，同时也造成无法满足用电客户安全、可靠、多样化的用电需求。因此为了在工作中降低电力生产和供电成本、实现资源的良好配置，智能电网已成为不容忽视的发展趋势，而分布式发电作为智能电网的重要组成内容，有着重要意义。
一、分布式发电的作用
分布式电源以微电网形式接入各电网中，并且使得其能够合理的并入电网运行中，这是发挥分布式发电效能的主要途径。分布式发电可以有效、合理的配置在复合区，以起到保障电网稳定性、降低电网传输损耗、改善电网负荷功率和电压因数、提高电网可靠性和增加电网运行效率的作用。可以说分布式发电是目前电网机电保护系统影响最大的因素，对电网系统的布置和电力资源优势和能源配置起到重要作用。
二、分布式发电在配电网中存在的问题
1、接入问题
由于分布式发电在接入配电网的过程中对电网系统造成了重大的冲击和影响，这就形成了电力系统中存在着较多无法满足分布式发电的要求和输电质量控制要求，在这种情况下存在的主要问题有以下几个方面：
1）有功、无功（电压）调节问题：（1）由于分布式发电接入电力系统的过程中对原有电压造成巨大的冲击，这种冲击不仅影响了电能质量、输电效率，同时又引起了电力系统稳定性能发生变化，造成输电线路故障；（2）分布式发电受到自然环境因素的影响造成在配电网继电保护中存在着较多的变动因素，如发电不稳定、电流输送不合理和电压波动较大的影响，这些问题的存在造成了配电线路运行中难以控制和系统调节的隐患。
2）继电保护问题：（1）由于分布式发电的出现，造成了原来配电网电力系统结构发生转变，输电模式有传统的向用户流动而转变成为现有的双向和多项结构模式。这就造成了继电保护复杂性增加，更可能引起保护误动或拒动；（2）因为分布式发电系统发生故障时，电网残压引起电压检测的不准确性，影响设备自动投入，非同期并网时冲击电流也易危害机组安全；（3）孤岛运行时失去接地中性点，易引起过电压危及分布式发电系统安全运行.为此要重新布置分布式发电系统的保护。
3）稳定问题：主网事故发生稳定性事故时，易造成分布式发电系统机组解列，运行恶化。
4）对电网运行管理的影响：（1）分布式发电间歇性发电易造成发供的不平衡；（2）调度运行、潮流控制困难：（3）配电系统设备检修安排困难。
5）对电网经济效益的影响：（1）如何分摊电网成本；（2）分布式发电造成主网少发电，如何分摊电网建设成本。
三、分布式发电对配电网电流保护影响
目前我國的中、低压配电网主要是单侧电源、辐射型供电网络，分布式发电接人配网后，改变了网络中短路电流的大小和流向，而且由于配网运行方式复杂多变，使得原有的阶段式电流保护的整定配合十分困难，甚至根本无法按照规程要求进行整定，无法起到应有的保护作用。更可能引起保护误动或拒动。配电网的根本性变化使得电网中电流保护定值和机理发生了深刻变化。
1、对配电网电能质量影响
（1）对配电网电压波动的影响：在传统配电网中，有功和无功负荷随时间的变化会引起系统电压波动。沿线路末端方向，电压波动越大。若负荷都集中在配电系统的末端附近，电压的波动将更严重。分布式电源接入配电网后，主要以下面两种方式对系统电压造成影响：①分布式电源与当地的负荷协调运行，即分布式电源的输出量随负荷的变化相应地变化（增加或减小），此时分布式电源将抑制系统电压的波动。②分布式电源不能与当地的负荷协调运行。分布式发电功率随机变化、分布式发电机的启停均会影响与当地负荷的协调运行，引起电压波动、电压闪变以等电能质量问题。
（2）谐波问题：分布式电源接入配电系统后产生谐波问题的原因有两个方面：一是分布式电源的能量转换具有间歇性和不稳定性，二是分布式电源中采用了整流—逆变技术和大量的电力电子设备，不同类型分布式发电机、不同的分布式发电联网方式可能会造成不同程度的谐波畸变。如变速恒频风电机组，其变流器始终处于工作状态，产生的谐波电流大小与机组输出功率基本呈线性关系，即风速大小有关。
2、分布式电源对配电网过电流保护的影响分析
经过模拟仿真分析可以得出.分布式电源注入的短路电流对电流保护的影响主要包括三个方面：①当电流保护在分布式发电上游，短路故障发生在分布式发电的下游时，流过保护的短路电流由于分布式发电的外汲作用而导致灵敏度降低，使保护范围缩小而拒动；②当短路故障发生在分布式电源和电流保护的下游时，分布式发电注入故障点的电流表现为助增效应，使保护范围增大，可能使电流速段保护延伸到下一段，从而引起保护装置误动；③当短路故障发生于电流保护和分布式电源的上游时，分布式电源会从反方向向保护注入电流，使其失去方向性而误动作。
3、对配电网的影响
传统配电网规划的主要任务是根据规划期间网络中空间负荷预测的结果和现有网络的基本状况确定最优的系统建设方案在满足负荷增长和安全可靠供电的前提下使配电系统的建设和运行费用最小。但分布式发电的接入，使得配电网规划突破了传统的方式，对配电网规划造成了深远的影。
4、对电网运行管理的影响：
传统的配电网网损计算总是与负荷有关。含分布式电源的配电网网损计算不仅和负荷有关，同时还与分布式电源的容量和具体位置以及网络的拓扑结构紧密相关。
分布式电源接入配电网后，配电系统由原有的单电源辐射式网络将变为用户互联和多电源的弱环网络。配电网的潮流分布将发生根本性的变化，其不再是单方向地从变电站母线流向各个负荷，而是大小和方向都无法预测。这一现象的出现将直接导致配电网的网损发生变化。
四、结论
时代在进步，电力系统也得到了良好的发展空间，分布式发电（分布式发电）是电力系统发展的一个主要方向，然而大量分布式发电的并网运行，将深刻影响配电网络结构以及配电网中短路电流的大小和流向，给配电网的继电保护带来诸多不利影响。本文详细分析了分布式发电并网后对个区段继电保护及其动作造成的影响，对分布式发电的推广和应用具有一定的意义，我们应该在工作中深入研究，降低分布式发电对配电网继电保护的影响，确保电力系统向着良性化发展，为我国发展建设提供安全稳定的电力供应。