含分布式电源的配电网继电保护方案研究综述

含分布式电源的配电网继电保护方案研究综述

黄广汉

中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司广西南宁市530007

摘要：配电网在电力系统中发挥着重要作用，承担着分配电能作用。随着人们用电需求的不断增长，分布式电源在配电网中的应用具有积极作用，在很大程度上缓解了电力供应的压力，可是也产生了一些消极影响，对配电网继电保护稳定性和安全性造成严重威胁，不利于电力企业的持续稳定发展。本篇文章主要对配电网中含有分布式电源的继电保护措施进行分析和探讨，希望对配电网的安全运行起到参考价值。

关键词：分布式电源；配电网；继电保护；方案

引言：分布式电源是一种独立电源装置，与周边环境具有良好的兼容性，属于小型模块电源，在配电网中应用这种电源能够满足客户个性化需求，供配电的可靠性会增强，通常只有电力部门和电力客户群体中才拥有这种电源。配电网在运行的过程中需要集中输电设备的支持，分布式电源在配电系统中应用的时候是一个完全独立的电源系统，不会与集中输电设备有任何连接，电源的最高电压是35千伏。分布式电源是由两个部分构成的，分别是储备能量的设备和发电设备，任何事物都有两面性，分布式电源在配电网中应用也不例外，在缓解输电压力，降低供电企业成本投入的同时，极大的影响了继电保护的安全性和稳定性，电力企业要认真研究配电网中应用这种电源的继电保护措施，只有这样才能提高整个配电网运行的稳定性。

一、分布式电源优势和劣势分析

电是现代生活中不可缺少的一种能源，在人们的生活和生产中占据着重要地位，电能是由配电网供应的，一旦配电网运行出现了问题，可能导致不能持续稳定供电，会对人们的生活造成巨大影响。因此，电力企业必须要做好配电网的管理工作，随着人们用电需求的逐年增长，一些配电网中使用分布式电源，只要是为了供配电压力。不可否认的是，供配电系统中应用分布式电源具有很多优势：首先，配电网是全天不间断发电的，发出来的电不能被有效利用，就会导致电能被白白浪费掉，供电企业的发电能力是一定的，人们用电量大集中在白天，晚上的用电量相对比较少，也就是用电低谷，分布式电源就能帮助配电网将一些高峰期的符合转移到低谷，这样就能减少电能耗损，达到节约电能的目的，同时还能扩大配电网的容量，满足客户的用电需求；其次，分布式电源应用十分方便，可直接用到偏远地区或者居民区的配电网中去，这样就能减少电力基础设施建设，供配电投资会降低，电力企业的利润会提升；第三，分布式电源能够满足客户的个性化供电需求，安装起来比较简单和方便，最大程度避免了供电过程中由于线路过长而出现电能浪费，符合电力体制改革节能减排的要求；最后就是在供电系统运行的过程中遇到突发故障的时候，还能继续给客户供应电能，采取的是孤岛模式，这样就能保证供电的持续性和可靠性。

分布式电源在配电系统中的应用也存在着很多问题，主要表现在以下五个方面：第一，配电网承担着调度电能的责任，这种电源的应用会增加电能调度难度，对于电能的分配也会产生不利影响；第二，在应用分布电源的过程中，电路中的潮流会出现变化，很难去预测其具体的走向；第三，独立电源在配电网中的应用会形成谐波，对发电的质量会造成干扰，最终会使得电能质量不能满足客户要求；第四，独立电源在实际应用的过程中，配电网故障电流会有较大的变化，这样就会影响到继电保护的实效性，同时还会对工作人员的生命安全造成威胁；最后，在使用的时候一旦产生了预料之外的孤岛问题，就会烧毁配电网中的电力设备和构件，让电力企业承受巨大的经济损失。

二、分布式电源配电网的继电保护方案

布式电源装置在配电网中应用会给继电保护造成很大影响，这种情况给供电网的正常运行产生消极作用，是电力企业亟待解决的问题。

1、运行故障时立马切断电源装置

分布式电源装置在配电网中使用，对继电保护都会产生影响，只是多与少的区别，特别是配电网在遇到故障的时候，它会改变电流，导致继电保护不能快速的切除故障元件，导致整个配电网处于瘫痪状态，供电的稳定性不能得到保证。因此，在应用分布式电源的配电网中如果出现故障，就要及时的切断独立电源，集中供电系统不会受到任何影响，配电网仍然可以正常供电。继电保护采取这种方案的优势主要是操作简单，需要对配电网的改动也非常小，这样就能减小成本投入。可是，这种方法在使用的过程中，仍然存在一些问题，比如分布式电源装置切断比较被动，只有在发现了系统故障之后才能操作，不能保证时效性。目前，电力行业相关文件中规定配电网系统出现故障的时候，分布式电源的切断要在重合闸的前面，这只是理论上的说法，实际操作的难度比较大。

2、做好分布式电源的容量控制工作

上面分析中已经提到过，理论上只要在配电系统发生故障的时候，立即切除分布式电源装置就能起到继电保护作用，但是并不能保证万无一失，这时就要通过控制分布式电源装置的容量的方式，最大化的降低对继电保护稳定性的影响，当设备元件出现问题的时候，继电保护就能及时将其从系统中切除，减少故障对元件的损坏，同时还能保证没有发生故障电力设备正常运行。另外，还能通过改变分布式电源接入位置的方法，降低其对保护动作的影响，经过多次的试验发现，这种方法操作难度比较大，受到很多条件限制，仍然不是最好的继电保护方案。

3、在原来的保护装置上安装元件

分布式电源对继电保护的影响很难消除，解决的方案也有很多种，在原来的装置上安装元件也是一种方法，主要达到判断方向的作用。实际操作方法主要有两种，一种是将成功的线路保护方法运行到配电网中去，另外一种就是要采用先进的现代化技术，比如数字技术、智能技术等，最大限度减少分布式电源对继电保护动作影响。分布式电源在配电网中使用会对距离保护产生一定影响，这时就要通过纵联保护的方式，让供电系统运行更加安全和稳定。

4、加装限流装置

配电系统在出现故障的时候，由于分布式电源的影响，电流的变化比较大，这时就会影响到继电保护，想要解决这个问题就要限制故障电流，在供电系统中加装限制电流的装置，在发生故障的时候就能将线路内的电流降到最小，或者让电流彻底消失，从而降低独立电源对继电保护影响。加装这种装置不会对配电系统的运行造成任何消极影响，在短路发生的时候就能将线路中的电流减到最小，分布式电源对继电保护的影响会和阻抗形成反比，这时的阻抗是非常大的，也就意味着分布式电源的影响会非常小。

5、适应电力系统变化

在继电保护方案的研究过程中，专家发现实时搜集配电网各种基准数据，精确计算电气量，将搜集到的数据和计算的结果进行分析，这样就能准确判断配电系统故障发生区域，从而制定相应的继电保护方案，针对性和目的性会更强。这个方法实际起来也有难度，需要对配电网中每个点的信息实时搜集。

6、代理系统继电保护方法

在继电保护的过程中，电力企业要将通信技术引入其中，通过自动模拟的方法，对分布式电源各种信息进行汇总，同时还要采集线路信息，这样就能对各种信息进行综合分析，对配电系统故障就能做出更为精准判断，进而对断路器下达切除电源的命令。

三、结束语

总而言之，分布式电源在配电网中的应用在一定程度上缓解了供电压力，提高了整个系统的可靠性，但是会对继电保护产生影响，电力企业要采取有效的解决方案，提高配电网运行安全性和稳定性。

参考文献：

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