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分布式电源对配电网继电保护影响的分析 摘 要 随着环境污染的加剧，我国加大了对可再生能源的探讨与利用工作，因而，分布式电源以其独特的优势在电力系统中应用起来，取得了特别好的实际效果。分布式电源的应用，会导致电力系统的一些相应改变，其中，最终要的改变就是可能使配电网继电爱护失效、反应错误和协作爱护不匹配等。而且，由于分布式电源和原有的电源形式不同，导致配电网继电爱护的故障水平也会发生相应的改变，使配电网继电爱护不能正确反应，这会给电路的爱护带来特别大的问题和平安隐患。本文通过相关资料的收集，对分布式电源对配电网继电爱护的影响进行了系统的分析，希望对相关电力工作者带来一些启发。 关键词 分布式电源;配电网;继电爱护;影响分析 中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1673-75101（2022）22-0051-02 1 分布式电源对配电网继电爱护的影响 和传统的发电方式相比，分布式电源对于配电网的限制方式、并网方式的要求是不同的，因而，随着分布式电源总体容量的增加，会对配电网继电爱护带来一些影响。分布式电源的发电形式不同，带来的影响也不完全相同： 1）分布式电源为燃气轮机。燃气轮机作为分布式电源的一种，在实际应用中还是较为广泛的。燃气轮机接入配电网中的方式一般为同步发电机方式，而同步发电机配备有励磁系统，一旦发生电路故障，造成电路无法正常工作时，励磁系统可以在故障发生之后为故障发生点供应肯定的短路电流。短路电流的多少，和故障发生时的电压、同步发电机的电抗和励磁性质有关。 2）分布式电源为异步风力发电机。风力发电在分布式电源发电中的应用也特别广泛。分布式风力发电机接入配电网时，由于其接入配电网的方式为异步发电机方式，而异步发电机没有励磁系统，所以一旦配电网发生故障，异步发电机供应的短路电流会渐渐递减直至完全可以忽视。这期间耗时大约为十个周期。异步发电机供应短路电流是通过残余电压供应的动力，所以和传统的短路爱护相比，会缩小短路爱护的程度。另外，异步风力发电机接入配电网后，发生电路故障时短路电流衰减程度和故障种类、故障发生点、风力发电机容量等有关。异步风力发电机的容量和短路电流成正比，故障发生点和风力发电机的距离越大，故障电流的衰减速率就越快。 3）分布式电源为光伏电源或燃料电池。光伏电源和燃料电池接入配电网的方式和燃气轮机、风力发电机不同，应用的是逆变器的方式，应用电子装置。光伏电源和燃料电池的逆变器原理基本相同。和同步发电机和异步发电机相比，逆变器在配电网系统故障时，故障电流更加小，因而表示起来也相对简洁，用最大电流和电流存在时间即可表示。光伏电源由于逆变器的特点，在发生不对称故障时，会形成三相效力相同的电动势，导致负序等效电动势的产生。这时可应用三相逆变电源序网模型进行故障分析工作。在相同容量的燃气轮机、风力发电机和光伏电源发电机三者中，故障时故障电流最大的是燃气轮机。 2 分布式电源对配电网继电爱护的模型剖析 三段式电流爱护方式具有对电路的爱护模式简洁、牢靠性高、反应快速等特点，在配电网继电爱护中得到了广泛的认可。三段式电流爱护由电路速断爱护、定时限电流速断爱护和过电流爱护组成，在多数状况下都可以实现对故障的快速、精确反应。但其也有自身的缺点，即在很大程度上受到配电网接线方式和配电系统工作方式影响。如下图所示。 如图，S为配电网系统，DG为分布式电源，R1、R2、R3、R4为继电爱护装置，Z为配电网系统阻抗。分布式电源接入配电网后，配电网系统的潮流分布将会产生改变，从而导致故障电流的相应改变，包括大小、方向等。配电网系统和分布式电源之间的部分为双电源，而其他部分为单一电源，由图视察可以知道，当系统的短路位点发生改变时，分布式电源对各个继电爱护装置的影响也不同。 当K2位点出现短路时，R3和R4是没有短路电流通过的，因而爱护反应和分布式电源的接入无关。经过R2的短路电流来自配电网系统和分布式电源，继电爱护装置能正确反应，切断故障线路。这个时候，R1也有短路电流通过，但是电流强度比分布式电源接入前要小，而且分布式电源的容量越大，R1的短路电流越小，分析可以知道，R1的灵敏性受到分布式电源并入的影响有所降低。 当K1位点发生短路时，R3和R4同样没有短路电流通过，因而R3和R4没有受到分布式电源接入的影响。同样的，R1的灵敏性相应削减，甚至完全失去灵敏性，通过R1的短路电流在分布式电源接入后变小。因此，为了保证系统的正常工作，在一些状况下须要合理对接入配电网的分布式电源的容量进行限制，防止由于分布式电源容量过大导致R1的拒动状况发生。 当馈线1的K3位点发生短路时，故障电流无法到达R2，因而R2的行为不会受到干扰。此时，通过R3的短路电流来源是配电网系统和分布式电源，继电爱护装置完全可以正确反应、切断故障。在K3位点短路时，R1有分布式电源供应的短路电流的通过，假如分布式电源容量超过肯定大小，会导致R1切断线路的错误反应，此时，分布式电源应当与配电网系统自动解除并入关系。 当馈线1的K4位点发生短路时，R2同样感受不到故障的存在，其正常动作不会受到干扰，R4中通过的短路电流来源是配电网系统和分布式电源，继电爱护装置完全可以正确反应、限制故障。当K4位点短路时，R1中会有相应的短路电流的通过，而且分布式电源容量足够大时，R1会产生错误反应，对R1所在线路进行错误切断，这个时候分布式电源须要和配电网接触并入关系。 3 总结 分布式电源在我国的广泛应用，对配电网继电爱护工作带来的影响应当正确分析。分布式电源的接入对配电网继电爱护造成的改变主要有：分布式电源的容量不同，对配电网继电爱护带来的相应改变不同;分布式电源的类型不同，对配电网继电爱护带来的相应改变不同;分布式电源的容量越大，对配电网继电爱护的影响越大，很可能由于电流的增加导致故障电路之外的其他电路的错误反应;分布式电源在继电爱护装置的不同侧，故障爱护范围的大小改变不同，分布式电源接入位置处于继电爱护装置上游，使故障爱护范围增大，反之减小。依据分布式电源对配电网继电爱护产生的影响进行分析，有助于制定合理的应对方法提升其与配电网的适应实力。 参考文献 1郭路宣.含分布式电源的配电网继电爱护探讨D.华南理工高校，2022. 2卫波.分布式电源接入对配电网继电爱护的影响及对策的探讨D.华北电力高校，2022. 3刘佳.含分布式电源的配电网爱护技术探讨D.华北水利水电高校，2022. 作者简介 季克朗（1965-），工程师，国网浙江苍南县供电有限责任公司。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页